Скульптуры земной поверхности [Николай Александрович Флоренсов] (fb2) читать онлайн

Н. А. ФЛОРЕНСОВ
СКУЛЬПТУРЫ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

*

Ответственный редактор

доктор географических наук

С. С. КОРЖУЕВ

© Издательство «Наука», 1983 г.

ОТ АВТОРА

Эта книга в некотором смысле итог многолетних увлечений автора, порой выходивших за рамки его профессиональных геологических обязанностей. Как и всякому другому участнику многих экспедиций «на лоно природы» в то время, когда не было вертолетов и вездеходов, радиосвязи и современного полевого снаряжения, мне приходилось в прямом смысле быть всегда на земле и смотреть на окружающий мир глазами пешехода, порой всадника, а порой влезать на деревья, чтобы в глухой тайге, ровным ковром покрывающей безлюдную местность, как-то ориентироваться и не сбиться с пути.

На моей памяти глазомерная съемка местности была безусловной необходимостью. Топографические карты были обычно мелкого масштаба и часто неточны. Подобные условия полевой работы и полевого быта в довоенные и в первые послевоенные годы не могли не наложить свой особый отпечаток на все наше как бы заземленное отношение и природе. Мы смотрели на нее более изнутри, чем извне. Затем явились возможность аэровизуальных наблюдений, аэрофотосъемка и, наконец, вместе с гигантским рывком человека в космос — дистанционные, с космических расстояний, фото- и телеизображения земной поверхности.

Никогда еще в человеческой истории технические средства изучения Земли не совершенствовались так быстро и не обогащали столь щедро наши знания о земной поверхности, о нашей общей колыбели — Земле. Новый аспект в ее наблюдении сверху и с больших расстояний как-то примкнул, присоединился к привычным, естественным, сотнями тысячелетий выработанным взглядам на мир со стороны, сбоку.

Каждый согласится и с тем, что всевозможные неровности земной поверхности, составляющие ее рельеф, ужо не столь докучают современному человеку. Почти повседневная необходимость малых или больших подъемов, спусков, обходов уходит из жизни людей, частью уже ушла в прошлое благодаря средствам цивилизации. Жители больших благоустроенных городов все больше расстаются с подобной необходимостью, а таких городов становится все больше и сами они быстро растут. Представляется, что все эти сдвиги в физическом, так сказать «моторном», общении человека с земной поверхностью не могли не отразиться и на современной психологии. Это касается и жителей гор. Техника резко снизила и у них зависимость от трудностей преодоления высот, круч и т. д. Но… как бы отдалившийся от нас сложный, трудный рельеф гор, «архитектура скал», высокие вершины теперь зовут к себе горожан, может быть, еще сильнее и настойчивее, чем раньше. Альпинизм, самый красивый и, возможно, самый опасный вид спорта, да и обычный горный туризм манят все большие массы людей. Что это — атавизм или тяга к прекрасному, к тому, что не найдешь в каком-нибудь благоустроенном микрорайоне большого города? Думается, и то и другое. Нельзя забывать, что величайшими эстетическими ценностями для человека во все времена были создания природы. Все пластические искусства в своей первооснове — подражания природе. Вероятно, поездка в горы всегда будет одной из лучших форм отдыха и лечения, а знаменитый в курортологической практике терренкур останется в числе лучших оздоровительных средств.

Размышления на подобные темы и привели автора к решению написать эту небольшую книжку о рельефе земной поверхности, указав на основе личного опыта, что этот рельеф как явление природы представляет собой не только часть постоянно окружающей нас жизненной обстановки, не только важный объект научного изучения, но и богатейший источник эмоционального восприятия и эстетического наслаждения.

Книга эта — не изложение в доступной форме существующих знаний в одной из отраслей наук о Земле. В нее привнесено довольно много нового, авторского, субъективного, еще не включенного в актив науки, изучающей рельеф земной поверхности. Личный опыт автора в научно-популярной литературе невелик, но все же позволяет ему решиться на такой шаг. Мне хотелось не пересказывать факты, в какой-то мере известные почти каждому со школьной скамьи, но рассказать, например, и о том, как сложны на самом деле некоторые вещи, кажущиеся (и часто не только на первый взгляд!) чрезвычайно простыми. В частности, хотелось также показать необходимость глубже вглядываться в сущность подобных «простых» вещей, не упускать из вида методологической и, даже, смею сказать, философской стороны дела. Прошли то времена, когда можно было бездумно относиться к формальному обобщению фактов и явлений, обходиться их классификацией, разложением «по полочкам». Это время для науки вообще, для наук о Земле в частности давно миновало. Сегодня не звучат, как некогда звучали, да и то не для всех, слова великого немецкого естествоиспытателя А. Гумбольдта о том, что философия есть искусство говорить о самых простых вещах самым тяжеловесным образом. Все естествознание теперь есть опыт познания, а не просто описания явлений природы.

Геоморфология — наука о рельефе земной поверхности — одна из очень молодых, даже, пожалуй, самых молодых наук о Земле, многое в ней еще окончательно не утряслось, многое остается неясным и спорным. Автору хотелось попытаться рассказать читателю, насколько глубоко, разнообразно и сложно содержание этой молодой науки, как сам автор понимает ее задачи, в чем он видит ее будущее. Забегая несколько вперед, подчеркну, что советская геоморфология вышла в настоящее время на передовые рубежи научного фронта, так как удовлетворяет двум главнейшим условиям, составляющим подлинный престиж науки сегодняшнего дня, — возможности предвидения будущих событий и пока скрытых от наших глаз явлений, а также возможностям «выхода в космос» и приложения ее методов и выявленных на Земле закономерностей к изучению других планет Солнечной системы.

Нет, конечно, нужды рассказывать читателю, что такое горы, холмы, равнины, долины рек и прочее, — все это прекрасно известно. Дело в том, что, помимо чисто житейского к ним отношения, если поставить вопрос о их происхождении, о роли и месте в природе, они становятся интереснейшими объектами научного изучения. Нет также необходимости описывать общую картину рельефа Земли — она известна каждому окончившему среднюю школу. Гораздо интереснее рассказать в этой книге о том, кто же эти скульпторы, создавшие реальную скульптура Земли, каково ее внутреннее содержание и значение для познания окружающего нас мира,

ЗЕМНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ КАК СКУЛЬПТУРА ПЛАНЕТЫ

…Если насчет названия предмета все согласны, то надо разъяснить, что именно обозначается этим; если насчет этого тоже согласятся, то только тогда будет дозволено приступить к беседе.

Цицерон. Диалоги

…Если форма, сообразно фундаментальному специфическому бытию, состоит из простой неизменной сущности, не только логически в понятии и основании, но также физически в природе, то с необходимостью следует, что она заключается в непрерывной способности материи, каковая есть возможность, не отличимая от действительности.

Дисорбано Бруно. О причине, начале и едином

Эта книга — о земной поверхности, наружной поверхности нашей планеты, как в большом, так и в малом связанной самым неразрывным образом со своими бесконечно разнообразными надстройками, созданными и природой и человеком. Поверхность Земли — это ее лицо, обращенное в космос. Космические исследования двух последних десятилетий показали, что черты земного лика не только неповторимы, но и не имеют сколько-нибудь подобных себе во. всей Солнечной системе, во всяком случае среди внутренних планет типа «Земля». Земная поверхность не только материальна, но и овеществлена тем, что разделяет собой разные физические среды, наполненные земным веществом. И эта поверхность от места к месту изменяет свое положение в пространстве, цна состоит как бы из отдельных, хотя и связанных одна с другой, форм разных размеров и очертаний. Совокупность таких форм, взятых, скажем, для всей нашей планеты, для одного материка, страны, местности, участка называется их рельефом.

Рельеф земной поверхности дан человеку в первоначальном и простейшем опыте, проверенном всем множеством поколений. Не без труда даются ребенку первые шаги по ровному месту в ту пору детства, когда он впервые поднялся с четверенек в согласии с природой и, как помним, — с мифологической загадкой о том, что способ опоры человека на землю меняется с возрастом, загаданной Сфинксом и решенной Эдипом. И одинаково трудно, конечно, ребенку ступить и вверх и вниз на первую ступеньку.

Нет сомнений, что вначале рельеф воспринимался человеком, как и предшествовавшим ему обезьяно-человеком, как нечто целое, неразрывное со всей природной средой. Думается, что опытное знание рельефа — одно из первых человеческих знаний, поначалу чисто житейское, практическое и, вероятно, ушедшее в этом смысле недалеко вперед от инстинктивного уменья, каким обладают, например, горные козлы и серпы. Такое виртуозное уменье, по-видимому, никогда не достигалось человеком и не то что в каменном веке, но и в современном атомном. (Этим вовсе не брошена тень на отважнейший и, возможно, наиболее романтический вид спорта — альпинизм как особый продукт цивилизации.)

Неровности земной поверхности, те самые формы рельефа, на которых мы будем настойчиво задерживать внимание читателя, изначально воспринимались человеком и как благо и как зло, как удобства и неудобства. Они воспринимались и как препятствия, и как убежища, как сторожевые пункты, засады, охотничьи ямы. И хотя зависимость современного человечества от рельефа земной поверхности ослабела, она все же весьма велика, а порой определяет не только личные поступки людей, но и целые государственные мероприятия.

Для многих людей рельеф является первой зрительной реакцией на незнакомую местность. Сейчас мы рассматриваем рельеф какой-либо местности как важнейший компонент природной среды, как основу всякого ландшафта, на которой надстраиваются все другие элементы этой среды.

Появление на Земле человека как биологического вида, датируемое в настоящее время 2–3 млн. лет назад, совпало с одной, возможно, самой грандиозной революцией в природе — с крупнейшими перестройками земной коры и созданием во многих местах планеты альпийского, т. е. очень высокого и очень резко расчлененного рельефа, возникновением высочайших горных цепей и межгорных провалов, с преобразованием предгорных равнин. Совпадение пика или одного из пиков альпийского переустройства Земли с появлением на ней гоминида не могло быть случайностью. Появление обезьяно-человека, а затем и человека было подготовлено всем предыдущим, охватывающим миллионы лет развитием высших млекопитающих. И все же оно произошло именно тогда, в позднем эоплейстоцене. Ученым предстоит выполнить большую работу, прежде чем будут поняты конкретно связи этих величайших событий на Земле. Но и тогда останется, несомненно, еще много нерешенных вопросов антропогенеза. Можно лишь предположить, что «сотворение» природой человека и далеко не сразу наступивши определение его исключительного места в земном мире произошло по достижении качественно совершенно иных, чем это было в доэоплейстоценовое время, биоэнергетических возможностей в биосфере.

Как известно, географические условия оказывали значительное влияние и на дальнейшее развитие человечества, хотя и не были для него решающим фактором. Какую же роль в этом весьма неравномерном развитии человеческого общества (все знают, что еще в начале XXI кое-где на Земле продолжался каменный век, в нашей стране — на Чукотке) мог сыграть рельеф, ну, скажем две его противоположности — горный и равнинный? Всем известно, что образ жизни обитателей равнин и горд во многом различается. Вместе с тем в жизни кочевых народов прошлого сама борьба за существование (состояние и положение пастбищ в первую очередь) вынуждав кочевников проводить со своими стадами часть времен года на равнинах, а часть — в горах. Так, например, был да и остается сейчас во многих районах Центрально Азии и даже в Европе — в Шотландии. Вместе с тем общинно-родовое и пришедшее ему на смену рабовладельческое общество сменялись в одной и той же последов тельности и в горных и в равнинных странах. А если вообще говорить о влиянии географических условий в развитие человеческого общества, то на первое место должен быть поставлен, конечно, климат. Думаете, не случайно самые древние цивилизации как в Старом, так и в Новом свете возникали в средиземноморьях с и оптимальным климатом. На это уже давно обращалось внимание. Но если это так, то ведь и сам климат зависит от многих переменных и многих относительно постоянных факторов, к которым не в последнюю очередь относится и рельеф суши. А в этом случае обращает на себя внимание тот факт, что непосредственное горное окружение средиземноморий и в восточном и в западном полушариях имеет умеренно контрастный и умеренно высокий рельеф. Наконец, обращаясь к местоположению самых древних цивилизаций, мы видим, что, с одной стороны, они развивались на берегах или вблизи берегов больших рек, орошающих великие равнины, — Нила, Тигра и Евфрата, Инда и Ганга, Хуанхэ и Янцзы, а с другой стороны, европейские и малоазиатские античные цивилизации достигали наивысшего расцвета на гористых островах и полуостровах. И еще — цивилизация инков достигла своего зенита в высоких Андах, а культура древних майя расцвела и погибла на низменном полуострове Юкотан.

Из всего этого с несомненностью следует, что рельеф не фактор в истории возникновения цивилизаций, но, безусловно, фактор в специфике их развития. Рельеф, особенно в своих противоположных проявлениях, т. е. горный и равнинный, безусловно, накладывает свой отпечаток не только на образ жизни людей, их быт, их привычки, способы их труда, специфику хозяйства, но и на духовный склад, на психику людей. Лучше всего это можно было бы показать на примерах из литературы, архитектуры, религии древних народов, но это выходит за рамки задач этой книги, да и возможностей самого автора.

В технике роль естественного рельефа земной поверхности всегда была, конечно, очень велика, и она особенно возросла в наш сверхтехнический XX век. Среди особенно трудных схваток технической мысли и практики с рельефом в XIX в. можно назвать сооружение Суэцкого капала, проходку Симплонского тоннеля, постройку Кругобайкальской железной дороги. Гигантский размах транспортного, энергетического, промышленного, гражданского строительства наших дней заставил считаться с естественным рельефом земной поверхности как с одним из главных условий, подлежащим компетенций инженерной геологии или инженерной геоморфологии. Вместе с тем резко возросли и продолжают возрастать возможности технического воздействия на рельеф — его Изменения в нужном для строительства направлении. Тем не менее рельеф нередко ставит непреодолимые преграды для осуществления экономически заманчивых проектов.

Если, как мы видели выше, рельеф — это постояли существующая часть окружающей нас природной обстановки, всегда игравшая и продолжающая играть чрезвычайно важную роль в жизни человечества, то она и только меняется от места к месту, по меняется и во времени, т. е. развивается. Следовательно, формы земно: поверхности можно и должно рассматривать как предмет науки. Этой цели и служит геоморфология, содержание которой, как и значение, впрочем, все еще недостаточна ясно, хотя «в самых общих выражениях» и общепринято.

Что же такое геоморфология? Весьма любопытно, что этот вопрос, естественный для всех, кто интересуется со временными достижениями разных наук о природе, кто читает популярные научные журналы, иногда задают себе не они, а сами геоморфологи, специалисты в этой области научного знания, — те, кому уж во всяком случае нужно бы знать, чем и зачем они занимаются. И случается, что бойко и сразу отвечая на такой вопрос непосвященным сами геоморфологи не могут решить его для себя с полной откровенностью и ясностью. В чем же дело? Зачем существует такая наука и ее «жрецы», ее воины, истолкователи, более того, зачем существуют и у нас и за рубежом целые геоморфологические общества, вузовские кафедры, комиссии, отделы научно-исследовательских институтов? Значит, не так уж просто обстоит дело с наукой, носящей такое звучное, из двух греческих корней состоящее название («геа» — земля, «морфо» — форма).

Начнем с принятого в самых серьезных учебниках, монографиях, статьях определения сущности геоморфологии: это наука о формах земной поверхности, их происхождении и развитии, иначе говоря, наука о формах, типах рельефа Земли, их происхождении и изменении. В таком виде и с такой солидной репутацией геоморфология входит в качестве относительно полноправного (есть такое мнение) или вполне полноправного (таково мнение других) члена в «семейство» наук о Земле. Это семейство, как и почти всякое другое семейство, состоит из «старших» и «младших», его члены имеют разный возраст, но в то же время, и в этом отличие семейства наук о Земле, как и семейств, состоящих из других, например технических, наук, главы над всеми членами, единого всеми принятого и над всеми стоящего авторитета здесь нет и быть не может. Каков же персональный состав наук о Земле и как получилось, что в такой семье нет главы? Чтобы ответить на такой вопрос, нужно обратиться к истории.

Возникновение науки вообще, как и возникновение отдельных наук, специализирующихся на изучении каких-либо сходных предметов или явлений, как мы давно знаем, было связано с практическими потребностями общества, уровнем его социально-экономического развития, степенью вовлечения в человеческую деятельность естественных производительных сил, т. е. всем тем, что входит в понятие и содержание цивилизации. Великие цивилизации прошлого были колыбелями многих наук и одной из них, выросшей прежде всего из необходимости общения с соседними народами (притом далеко не одного «соседского», доброжелательного, а сплошь да рядом как раз недружелюбного — завоевательного), стала география. Все началось с попыток «изображать» Землю с помощью карт, конечно крайне примитивных, и описаний, естественно крайне наивных, но содержащих уже некоторый конкретный материал. То и другое древние греки (ионийцы) называли «объездами», что соответствовало их представлению о плоской круглой Земле, со всех сторон омываемой Океаном. Сам же Океан в сознании греков эпохи Гомера, т. е. в VIII–IX вв. до н. э., был рекой, затем превратившейся в море и окружавшей со всех сторон обитаемую землю, по-гречески ойкумену. В «объездах» уже содержались сведения о горах, низменностях, долинах рек, крайне важные для военных походов и торговых сношений. И чем дальше, тем больше и подробнее становились эти описания, хотя в течение многих веков, по существу до начала нашей эры, древних мыслителей больше всего интересовал вопрос; какова форма всей Земли? Но уже у великого грека Страбона, у римского философа Сенеки (I в. н. э.) было множество мыслей, относящихся к строению земной поверхности, иными словами, к ее рельефу, например, к соотношению древних и современных (времени жизни этих авторов) береговых линий, разделяющих сушу и море, и т. д. В средние века география почти не развивалась, скорее, даже отстала от того, что было известно древним. Громадный толчок ее развитию дал расцвет европейского торгового капитализма, вызвавший ряд далеких путешествий и составивший эпоху великих географических открытий. В современном же (или почти современном) виде география, Иначе говоря землеведение, оформилась только в конце XVIII — начале и первой половине XIX столетий. И все это время в самой географии зрели и прорастали семена других, будущих наук, как мы говорим теперь, наук географического цикла. Прародительница всех паук о Земле, носящая свое название более двух тысяч лет — со времен Эротасфена (III в. до н. э.), география передала своим наследницам, вернее, большинству из них и свой герб в виде префикса «гео». В самом деле, геология, геофизика, география, геодинамика, геодезия, геохимия, геоботаника, геогнозия (так называлась прежде геология, образуясь из корней «геа» — Земля и «гнозис» — познание) — все начинается с «гео». Ну, конечно, в этот список входит и геоморфология, о которой идет речь в нашей книге. Кроме того, в настоящее время существует и развивается немало наук безусловно географического цикла, не имеющих префикса «гео». Это климатология, метеорология, океанология, гидрология, потамология, гляциология, мерзлотоведение и другие, причем интересно, что одно из натурфилософских сочинений Аристотеля, включавшее в себя рассуждения о воздушных явлениях, уже называлось им «Метеорелогика».

Заметим здесь, что не все согласны с гем, что прародительницей геологии тоже была география, что первая из них возникла и затем развивалась самостоятельно начиная с древнейших времен. Можно, действительно, привести в пользу такого мнения некоторые данные.

Во-первых, мыслители эпохи античности знали, а иногда и довольно правильно объясняли многие геологические явления. Более того, поиски и добыча руд для выплавки из них металлов начались в еще более глубокой древности — в начале бронзового века — и, значит, практические навыки, основанные, несомненно, на наблюдении каких-то закономерностей (где же лучше искать!), можно счесть за основополагающие для геологии, за ее начало. Впрочем, как это ни привлекательно, начало бронзового века (тогда уже знали и добывали золото, позже — серебро и еще позже — олово) все же не следует, пожалуй, рассматривать как начало отсчета для «возраста» геологии. Это были начатки горного дела, или искусства поисков и добычи руд металлов. И если на то пошло, то умение людей каменного века находить для изготовления своих орудий особенно подходящие камни, т. е. горные породы, тоже следовало бы отнести к начаткам практической геологии, а умельцев находить такие породы (яшмы, роговики, халцедон и его разновидности, кремни, нефрит, вулканические стекла и т. д.) считать первыми геологами, жившими на земле десятки и первые сотни тысяч лет назад. С такой точки зрения ведь можно пойти и дальше, но не назад, в глубь истории, а вперед, в будущее, и считать, что каменный век, несмотря на производство более дешевых (дешевых и в прямом смысле, и в смысле эстетическом) заменителей, продолжается как бы в обогащенном металлами виде и до наших дней.

Во-вторых, в эти самые наши дни принято как-то различать, а следовательно, и противопоставлять одна другой науки географического и геологического циклов, лучше сказать — подсемейств семейства наук о Земле. Неслучайно, хотя в известной мере традиционно, география и геология входят в разные отделения наук о Земле в системе Академии наук СССР.

Всех этих вопросов (что старше — география или геология, и т. д.) мы здесь касаемся потому, что нас занимают, собственно, не они, а геоморфология: можно ли считать, что у нее есть свои собственные исторические корни или она выросла на почве специализации отдельных отраслей географии? Дело в том, что еще недавно геологи и представители физической географии спорили, чему же принадлежит геоморфология: географии — говорили одни, геологии — утверждали другие. До острых дискуссий эти споры, правда, не доходили, но все же вполне официально геоморфология наших дней признана ветвью почти или вполне (очень трудно определить это «вполне») физической географии. Так сказать, организационно. Договорились даже до того, что есть, мол, две геоморфологии — геологического и географического уклона, что каждая из них перед собой ставит и решает задачи разного плана. А все дело в том, что и геологии и географии приходится всерьез заниматься изучением явлений и, следовательно, решением задач собственно геоморфологических, связанных непосредственно с изучением форм самой земной поверхности.

Сейчас можно с одинаковым успехом представить себе два «дерева» наук о Земле: первое, очень ветвистое, ствол которого образует физическая география (ее ветви мы примерно перечислили выше), и второе, геологическое, выросшее в истории много позднее, причем сейчас это Дерево тоже ветвистое. Мы же думаем, что геология выросла где-то из середины географического ствола и уже потом пышно разветвилась. Из сплетенных ветвей того и другого ствола путем чудесной прививки вышел молодой побег — геоморфология. И сейчас, действительно, можно уверенно сказать, что физическая география изучает то, что находится на земной поверхности, притом естественно, а не создано человеком, а также саму земную поверхность. Геология же исследует со своей точки зрения земную поверхность и все, что расположено ниже ее, в недрах нашей планеты. Геоморфология исследует земную поверхность с точки зрения формы и отношений ее неровностей (как увидим ниже, менявшихся в геологической истории) с воздушно-водной наружной оболочкой Земли, с одной стороны, и с твердой оболочкой, или земной корой, — с другой.

Теперь, после экскурсии в историю наук о Земле, вернемся к вопросу: что такое геоморфология? В словарях, учебниках, научных трудах мы находим конкретные ответы. Они не совсем одинаковы, но все правильно передают суть дела. Возьмем два определения. Первое: геоморфология — наука о рельефе земной поверхности, ее внешних признаках (морфология), происхождении (генезисе) и закономерностях развития («Энциклопедический словарь географических терминов»). Второе, самое новое в советской учебной литературе: геоморфология — наука о строении, происхождении, истории развития и современной динамике рельефа земной поверхности (из нового вузовского учебника «Общая геоморфология» О. К. Леонтьева и Г. И. Рычагова). В нем надо пояснить только слово «динамика». Здесь оно значит: преобразование или изменение при воздействии внешних и внутренних сил природы (вулканов, землетрясений, ледников, текучих вод и т. д.). В этом же учебнике подчеркивается, что рельеф — это совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба, т. е. размера, и что каждая неровность не абстракция, не геометрия, а явление природы, наделенное не только формой, но и содержанием, наполнением, каким являются горные породы — от твердых, как правило древних, до мягких, рыхлых, как правило более молодых. Но на горную породу геологи совершенно правильно смотрят с разных сторон, и только сумма полученных таким образом наблюдений позволяет видеть в горной породе и вещество с определенными физическими и химическими свойствами, и некоторое тело или часть тела, имеющего определенные, выясненные или неопределенные, еще не выясненные очертания, и создание также совершенно определенной физико-географической обстановки геологического прошлого и, наконец, явление или удостоверение своего времени, т. е. возраст породы, ее принадлежность к одному из периодов или эр, последовательность которых давно установлена, а абсолютная длительность оценивается с помощью современных физических методов в десятки и сотни миллионов лет.

Вся эта драгоценная информация, которую извлекают из горных пород геологи, должна еще быть дополнена сведениями о соотношении разных горных пород и образуемых ими тел в пространстве и во времени. Нелегкая, как видим, задача! Но она все же решается, и часто с большим успехом, и таким образом геоморфолог обычно знает, каким материалом сложена та или иная форма рельефа, знает либо от геологов, в том числе и из составленных ими карт, либо изучает этот материал сам, что, конечно, требует серьезной (и учебными планами вузов предусмотренной) подготовки. Так вот, само собой разумеется, что всякие, и самые малые формы рельефа, такие, как знаки ветровой или водной ряби, и самые крупные его формы, такие, как целые горные цепи, наполнены геологическим материалом и этот материал влияет на внешние очертания, на форму той или иной неровности. Но если так, то определенным горным породам, их семействам, или совокупностям, должны бы соответствовать и совершенно определенные по своим очертаниям формы рельефа — большие и малые. Отчасти так оно и есть, но, оказывается, не всегда и нередко в малой доле, а это значит, что из разного «геологического теста» могут получаться и сходные и совсем несходные по виду неровности земной поверхности. Почему? Потому что из одного материала даже руки человека-скульптора могут изготовить разные вещи, например бюсты разных людей, но и из разного материала, например из мрамора, гранита, гипса, глины, тот же мастер может создать скульптурные портреты одного и того же человека. Они будут сходны во многом, а все-таки будут отличаться, и, помимо разной техники, именно тем, что материал сам по себе вносит в работу скульптора, будут отличаться, как говорят, свойствами своей фактуры. Отсюда, конечно, идет изречение: «Глина придает скульптуре жизнь, гипс — смерть, мрамор — вечность».

Тот факт, что вещественный, геологический состав форм рельефа в разной степени влияет на очертания форм земной поверхности (это свойство горных пород называется литоморфностыо, от греческих слов «литое» — камень, «морфе» — форма), объясняется чрезвычайно просто тем, что сами-то неровности создаются разными силами, что они имеют разный «возраст» и, так сказать, износ, что они создавались, как правило, постепенно и продолжают быстро или медленно развиваться в современную эпоху. Иными словами, происхождение неровностей Земли может быть простым и сложным, длительным и кратковременным, связанным с действием одной или многих сил, называемых обычно факторами рельефообразования.

Мы привыкли различать во всех вещах и в явлениях природы, в частности, их форму и содержание, знаем, что однородным, к одной группе относящимся явлениям свойственны и специфические для них формы. В геоморфологии сама наука как будто нацелена на изучение неровностей, или форм, отличающихся от плоскости. Ведь неровности сами по себе — это некоторое свойство, особенность вещей, но не сами вещи. Как же разобраться во всем этом?

Кроме геоморфологии, есть еще многие другие морфологические науки (морфология языков, животных, растений и т. д.), все они, во-первых, служат разделению и классификации каких-то в чем-то, однако, однородных вещей, а во-вторых, помогают уяснить роль самих форм в выполнении вещами каких-то внутренних и внешних функций, отношений, связей. Вот почему глубокое знание формы вещей, внешне манифестирующей себя и прежде всего обращающей на себя наше внимание, служит могучим средством диагностики самих вещей и явлений. Слово «диагностика», столь принятое в медицине, связано с ней не случайно. Вспомним, что начало начал медицины — анатомия человека — вполне морфологическая наука. Множество форм в природе породило и множество морфологических наук. Одна из них — геоморфология. Из всего сказанного ясно, что наблюдение, изучение, в необходимых случаях измерение различных форм различных явлений и вещей в общем познании их сути играет, так сказать, подсобную, служебную роль. Но в таком выводе не все правильно. Ведь форма и содержание существуют всегда в каком-то подвижном единстве, они не могут быть оторваны одна от другого без абстракции, т. е. особого приема, метода мышления, а в действительности в природе могут только сосуществовать.

Попробуем для сравнения еще раз обратиться к скульптуре — одному из самых возвышенных пластических искусств. Разве на первое место в ней выдвигается материальное, вещественное содержание, а не содержание совсем иное, не просто заключение в форму, а слитое с ней в то, что мы называем произведением искусства? Разве мраморные Венера Милосская или Давид Микеланджело демонстрируют свойства самого мрамора, а не что-то еще, несравненно более важное и значительное? В образном, опирающемся на внешность явлений познании мира, т. е. в искусстве, форма выступает, следовательно, как ведущее начало по отношению к материалу (в этом случае к мрамору), как ведущее начало по отношению к нашему представлению о греческой богине любви и красоты и о библейском убийце великана Голиафа.

Так как же поступать с формами рельефа — неровностями земной поверхности, что искать в их изучении? Житейски понятие о «неровности» самоочевидно, казалось бы, и нечего ломать зря копья. До недавнего времени не ставился такой вопрос, и геоморфологи пользуются понятием о форме, как оно дано, например, в академическом «Словаре русского языка», а именно: форма вообще — это «синоним очертаний, контуров, внешних границ предмета, определяющих его внешний облик, наружный вид», а формы рельефа — это «части земной поверхности, определенных очертаний и определенного происхождения». Все ли здесь ясно? Не совсем. Взятая сама по себе, без содержания, форма превращается в математическое либо философское понятие. Полезно вспомнить и о них.

С философской точки зрения форма — это внутренняя организация содержания, охватывающая систему устойчивых связей предмета. Устойчивость и активность формы по сравнению с вещественным составом предмета подчеркивалась одним из величайших философов древности — Платоном (V в. до н. э.), считавшим, однако, что, кроме обычного, житейского понимания формы («морфе»), надо еще различать более широкое понятие — «эйдос» — как реальную определенность тела, как целостность, несводимую к пространственно-геометрическим соотношениям элементов или частей, составляющих вещь. Не только исторически интересны в этом отношении и суждение о форме немецкого философа Г. Ф. Гегеля. Как и Платон, он был идеалистом, но, как мы знаем, ему привад лежат столь глубокие мысли, что им отдал должное] использовал в своем философском учении и К. Маркс Следуя Платону, Гегель придерживался широкого пони мания формы, как «эйдоса», слова, не имеющего синоним в русском языке. Лучше всего для этого подходят такие слова и понятия, как «прообраз», «облик», «лик». В обычном нашем представлении в таких понятиях все же до минирует внешняя сторона. У Гегеля это некая всепроникающая форма, единство соотношений частей, организующее тело и извне и внутри. Он подчеркивал, что форма есть устойчивая связь частей целого, что форме противопоказано состояние покоя, так как сама она есть беспокойство, движение, деятельность. Мысль о том, что форма организует тело как извне, так и внутри, привели Гегеля к заключению о том, что у всех явлений существует форма внутренняя и форма внешняя. Взаимоотношения этих двух форм иллюстрировались Гегелем на примерах кристаллов. Свою мысль пояснял он и примером «Илиады» — поэмы величайшего поэта классической древности Гомера. Ведь «Илиада» — книга того или иного размера, изготовленная в том или ином переплете и т. д. Но ведь не это важно в «Илиаде»! Главное и устойчивое — внутренняя художественная форма поэмы, ставшей началом начал всей европейской поэзии и вообще европейской литературы.

В современном естествознании форме (эйдосу Платона или Gestalt Гегеля) как системе устойчивых связей частей целого ближе всего соответствует понятие «структура», возможно, лучше было бы говорить о структуре, как внутренней форме тел (явлений) и, в свою очередь о форме как о внешней их структуре.

Мы остановились на этих довольно отвлеченных и возможно, довольно трудных вопросах, но поступить иначе не могли, так как в геоморфологии изучаются формы рельефа не как простые неровности земной поверхности различные только по внешним очертаниям и размерам но и как объекты, заслуживающие научного рассмотрение сами по себе своей внешней и внутренней структурой не исчерпывающейся, как мы видим, свойствами вещественного геологического материала, но и обладающей многим другим. Как неровности различных размеров и очертаний (и только!) формы земной поверхности, пожалуй, не заслуживали бы даже изучения их специальной наукой, входящей в семью наук о Земле и тем самым, как давно принято говорить, в семью естественно-исторических наук, в которой акцент на историю имеет очень глубокий смысл.

Попробуем задержаться еще немного и ненадолго на «общих вопросах» геоморфологии. Только что в нашей книге в философских — определениях формы речь шла о вещах, т. е. о любых явлениях, предметах. А с чем мы имеем дело в геоморфологии? Можно сказать, что именно с ними со всеми. Оттенки этих понятий в отвлеченном смысле вообще не имеют особого значения, недаром и философы в своих, подчас очень сложных рассуждениях легко заменяют их одни другими. Но о каком теле в геоморфологии может идти речь? Ответим: конечно, о теле Земли, нашей родной планеты, нашей «альма-матер», или о любой ее части, если эта часть кнаружи ограничена какой-то долей земной поверхности.

И еще одно замечание. Формы рельефа уходят в недра Земли своими геологическими, а не геоморфологическими корнями. Ниже поверхности Земли, на которую как бы опираются отдельные формы рельефа или в которую они как бы впиваются, вторгаются (впадины, долины, овраги, рытвины, углубления всякого рода, размера и происхождения), они уже перестают существовать. Поэтому, строго говоря, это не замкнутые, не изолированные в пространстве вещественные тела, а «полутела», органически, намертво связанные с общей земной поверхностью и, что особенно важно, с историей развития этой поверхности в течение веков, тысячелетий, сотен тысячелетий и даже миллионов лет.

И последнее. Нет и не может быть изолированных, отдельных в полном смысле и независимых от прочих их окружающих, неровностей земной поверхности. Все они переходят друг в друга, в своих соседок, переходят либо постепенно, либо резко, а тот или иной способ перехода — один из интереснейших вопросов, который ставит перед собой геоморфология. Даже одинокий холм или курган, стоящий на плоской равнине, геоморфологически не изолирован, не одинок, так как окружающее холм равнинное пространство — это тоже своего рода неровность и по отношению к холму, и к своим, может быть, весьма уда-лонным границам, и даже, хотя в почти неуловимой сто пени, к поверхности геоида — истинной физической фигуры Земли.

Итак, читатель имел возможность убедиться в том; что своеобразные явления природы — неровности земной поверхности (и, как увидим далее, их типичные совокупности) — вещи далеко не столь простые, как это кажете; на первый взгляд. Они самоочевидны только для простейшего житейского опыта и, так сказать, для практического употребления. К этому добавим, и это решает вопрос важности геоморфологии как науки, что рельеф — та часть природной среды, на которой развиваются, непрерывно с ней взаимодействуя, все другие ее части или элементы Все земные, да и не только земные ландшафты (вспомним о других планетах и их спутниках) как бы опираются на рельеф, зависят от него, как от своей материальной основы, живут и изменяются вместе с ним. Поэтому мы уверены в том, что науке о рельефе земной поверхности принадлежит среди других наук о Земле весьма почетное место и что дальнейшее развитие геоморфологии важно для всех естественно-исторических наук.

Нам предстоит, раз уж мы задались такой целью, по-знакомиться со скульпторами и скульптурами Земли, посмотреть на земную кору не только сбоку, не только сверху, но и снизу. Возможно ли это? На художественные скульптуры смотрят обычно сбоку — это знает каждый посетитель музеев. Точно так же люди, создания сухопутные, привыкли видеть перед собой со стороны, сбоку неровности Земли, ее рельеф. Прошло только двести лет с той поры, когда человек впервые смог взглянуть с первых аэростатов прямо вниз. Авиация и космонавтика наших дней беспредельно расширили эту возможность. Но смотреть снизу… Физически это невозможно, с помощью геологии — можно и должно попытаться. Как же это сделать? Ведь в громадную толщу камня даже сверхглубокие буровые скважины проникли пока до глубины всего 11 км, а сам человек даже и на эту глубину попасть не может. Больше того, вряд ли это случится когда-либо в. обозримом будущем, да и сама толща земной коры непрозрачна для обыкновенных световых лучей. Вместе с тем при помощи геофизических методов с довольно высокой точностью удалось «поймать» нижнюю границу земной коры и тем самым отделить кору от остальной части наружной каменной оболочки нашей планеты, называемой литосферой (по гречески — сферой камин). Значит, мысленно мы можем взглянуть на рельеф нижней поверхности земной коры также и снизу.

Схема соотношений рельефа земной поверхности и мощности земной. коры

1 — мантия; 2–3 — земная кора: 2 — нижняя часть — базальтовая, 3— верхняя часть — осадочно-метаморфические породы и граниты; 4 — осадки

Эту границу называют поверхностью или разделом Мохоровичича в честь югославского ученого, открывшего ее путем изучения записей землетрясений — сейсмограмм, сокращенно — разделом Мохо или чаще всего — разделом М. И вот, очутившись как бы по волшебству где-нибудь в низах литосферы и увидев таким же волшебным способом поверхность М снизу, мы бы, конечно, изумились: в самых общих чертах «нижний» рельеф земной коры зеркально подобен ее верхнему, наружному рельефу. Иначе говоря, земная кора над материками имеет выпуклости, а под океанами — вогнутости, т. е. в целом она утолщается под материками и утоньшается под океанами. На обширных материковых равнинах кора толще, чем под океанами, но тоньше, чем под горными областями на материках. Конечно, это лишь самая общая картина, в деталях рельеф раздела М в литосфере намного сложнее. Но все же, откуда эта грубая, но вполне отчетливая «зеркальность» верхнего и нижнего рельефов земной коры? Ответить на этот вопрос в нескольких словах трудно, но все же попытаемся, пользуясь при этом готовыми и много раз проверенными данными геологии и геофизики.

Земная кора в своих верхних и наружных частях сложена главным образом породами с плотностью 2,7 г/см³, а в нижних частях — с плотностью 2,9 г/см³. Ниже коры, т. е. ниже раздела М, находится до глубин 100–150 км часть литосферы, где плотность пород еще выше — 3,3 г/см³, возможно и более. Получается, что сравнительно легкая земная кора лежит на более тяжелом субстрате, где господствуют оченьвысокие температуры и давления, где меняется и вязкость вещества. Все это делает субстрат способным к очень медленному течению. Ко всей этой на современном уровне наших знаний достоверной ситуации подходит модель тяжелой жидкости, на которой плавает твердое и более легкое тело. Если оно почему-либо становится легче, то всплывает еще выше, если тяжелеет — погружается в жидкость глубже. Перед нами — действие закона Архимеда. Таким образом, земная кора как бы плавает на своем медленно-текучем тяжелом субстрате и здесь также действуют архимедовы силы. Так как кора тонка под океанами, она погружается в подстилающий субстрат на меньшую величину, толстая кора, материков погружается соответственно глубже. Этим поддерживается равновесие земной коры, называемое изостазией. Нарушение этого равновесия по той или иной причине вызывает стремление к компенсации таких нарушений путем поднятия, выталкивания земной коры вверх, либо к ее погружению. Все сказанное не является простой догадкой, Это важное достояние науки, которое, безусловно, имеет силу и для других планет, обладающих сравнительно легкой корой. Только с помощью изостазии, очевидно, можно объяснить тот факт, что ускорение силы тяжести на земном шаре примерно одинаково и в океанах и на суше. Кстати, общая «зеркальность» рельефа нижней и верхней границ земной коры установлена и другими методами, прежде всего сейсмологическими, позволившими «отбить» границу М по изменению скоростей упругих сейсмических волн. Материки как утолщения земной коры, грубо напоминающие своей формой гигантские двояковыпуклые линзы легкого вещества, и океаны — не менее обширные двояковогнутые линзы более тяжелой земной коры — это, как теперь выяснено, неизбежный результат развития Земли как планеты в течение 4 млрд. лет.

Поскольку мы остановились на рельефе нижней поверхности земной коры и притом были вынуждены коснуться некоторых других вопросов, напомним, каковы же в общих чертах строение и состав нашей планеты, находящие в той или иной степени отражение в чертах ее лица.

Внутреннее строение (оболочки, или геосферы) земного шара

Гипсографическая кривая земной поверхности

Амплитуда высот суши и глубин океана составляет 20 км. В этих пределах в современную эпоху развивается рельеф Земли

Ниже литосферы располагается мощная оболочка или шаровой слой, называемый геологами мантией. Она имеет силикатный состав и по физическим свойствам делится на верхнюю и нижнюю. В верхней мантии находится слой пониженных скоростей сейсмических волн, температура там близка к точке плавления силикатов, вязкость соответственно ниже, давление огромно. Этот слой именуется астеносферой, т. е. ослабленной сферой, вещество которой, хотя и не жидкое, обладает медленной текучестью. Ниже мы увидим, что очень многие ученые считают возможным горизонтальное скольжение по этой астеносфере гигантских литосферных (т. е. захватывающих и кору) плит или геоблоков, видя в таком движении главную причину тектонических движений, включая сюда коренные преобразования самой земной поверхности — ее рельефа.

Нижняя мантия, также силикатного состава, но более богатая железом, сменяется центральной массой — земным ядром. Его плотность очень велика — около 10–12 г/см³, Ядро состоит из двух частей: наружной, где, несмотря на невообразимо большие давления, вещество находится в жидком состоянии, и внутренней — твердой. Добавим здесь, что вопрос о физическом состоянии и химическом составе земного ядра остается до сих пор не решенным окончательно, чему, конечно, нельзя удивляться, поскольку даже при применении косвенных геофизических методов, а также данных о составе метеоритов и изучения других планет сделать это крайне трудно^[1]. А теперь вернемся к нашей главной теме.

Формально рельеф есть совокупность выпуклостей и вогнутостей, переходящих друг в друга по художественному плану в искусстве, по жестко детерминированной связи вещей и явлений — в природе. Лад чем же возвышаются выпуклости рельефа Земли и соответственно во что упираются его вогнутости? Когда наука имела дело фактически только с рельефом суши, исходным уровнем, или началом отсчета, был уровень мирового океана. В наши дни, когда рельеф дна морей и океанов изучен гораздо лучше и оказался не менее сложным, с бесчисленными перепадами относительно высот, удобнее было бы отсчитывать все высоты и на суше и в океане от основания гипсографической кривой. Тогда полный размах высот этой кривой, от дна самых больших морских пучин до вершины Эвереста, составил бы наибольшую толщину «морфосферы», т. е. слоя планеты, где идут и где только могут идти геоморфологические процессы.

Мы взяли слово «морфосфера» в кавычки потому, что практически оно почти не употребляется. Почему же? Ведь мы можем считать, что весь глобальный рельеф Земли (на языке скульпторов — «горельеф», т. е. высокий рельеф в отличие от низкого, называемого «барельефом») как бы опирается на поверхность, лежащую ниже уровня океана и, значит, сфероида на 11034 м на отметке глубочайшей в мире Марианской впадины в Тихом океане, но… Но ведь такая условная поверхность «обнажена» только в одном месте — на дне этой впадины, а в остальной части земного шара скрыта в недрах под каменной толщей земной коры и физически ничем не примечательна Поэтому, несмотря на полную мощность воображаемой «морфосферы», равную размаху всей гипсографической кривой, т. е. около 20 км, и соизмеримую с мощностью самой земной коры (в среднем около 30 км), нет, по-видимому, оснований выделять такую сферу на равных правах с другими геосферами Земли.

Поскольку мы коснулись количественных показателей глобального рельефа Земли, скажем о некоторых других его параметрах, хотя они и содержатся в общем виде в самой гипсографической кривой: Мировой океан занимает 361.1 млн. км², или 70,8 % поверхности Земли, суша — 149.1 млн км², или соответственно 29,2 %. Собственно ложе Мирового океана занимает сравнительно немного — около 10 % поверхности Земли, подводные окраины материков — около 14 %, а срединно-океанические хребты — около 10 %. Равнинные части суши составляют около 64 % площади материков, а горные — около 36 %. Из всех этих цифр видно, что, по существу, мы не имеем в пределах нашей планеты никакого уровня в качестве «достойного» начала отсчета высот и соответственно глубин. Современный уровень такого отсчета — уровень мирового океана — для скульптурного рельефа твердой земной коры, как показывает та же гипсографическая кривая, условен и искусственен. С этой точки зрения несомненные преимущества имел бы средний уровень абиссальных равнин океана. Однако если вдуматься в нашу задачу: представить себе наружный рельеф твердой земной коры, все еще несравненно лучше изученный на материках, чем в морях и океанах, то понятия о «геоморфологическом слое», «морфосфере» и каком-то неподвижном уровне отсчета для оценки размаха скульптурных деталей поверхности Земли окажутся для нас не столь уж необходимыми.

До сих пор мы говорили о разных частных формах. Земли, но вспомним о том, что все и всяческие формы рельефа как бы наложены, прилеплены к общей форме Земли, так сказать, к ее «небесному» телу. И что же? Оказывается, что и здесь дело далеко не просто. Мы привыкли говорить о земном шаре, но еще великий Ньютон доказал, что из-за вращения вокруг своей оси Земля сплюснута на обоих полюсах и утолщена в экваториальной части. Значит, для Земли более подходящей фигурой является двухосный (поскольку полярный и экваториальный радиусы Земли не равны между собой) эллипсоид вращения, или сфероид. Признавая, что эта форма близка к истинной фигуре Земли, ученые пошли, однако, дальше. Они пришли к выводу, что истинная фигура Земли — это уровенная поверхность, повсюду перпендикулярная направлению отвеса. Ее назвали геоидом («землеподобным»). Поверхность геоида совпадает с невозмущенной ветровыми и иными волнами и приливо-отливными явлениями поверхностью океана; на материках поверхность геоида представили бы прорезающие сушу и идущие от моря каналы. Надо сказать, что все три фигуры, с которыми сравнивалась фигура Земли, довольно мало отличаются друг от друга, но при точных измерениях их различия оказываются существенными. Сравнительно недавно было обнаружено, что на самом деле двухосный эллипсоид вращения, с которым сравнивается Земля, является не двух-, а трехосным, т. е. Земля, кроме полярного, имеет еще небольшое экваториальное сжатие. А наблюдения из космоса позволили сказать еще повое слово: форму нашей планеты можно определить как кардиоид («сердцеподобный»), поскольку она больше сжата на южном и меньше — на северном полюсе.

Земля как космическое тело испытывает влияние многих как космических, так и внутренних сил, и все они в какой-то мере влияют на ее форму. Эта форма несводима ни к одной простой геометрической фигуре. Вот почему форма «тела» планеты — это но то, о чем мы до сих пор говорили, не сам по себе замкнутый «па себя» рельеф ее поверхности, неровности которого мы можем ощупать своими руками или почувствовать своими ногами. Совокупность этих неровностей, реальные выпуклости и вогнутости связаны с частными, глубинными или поверхностными причинами. Силы, создающие и поддерживающие фигуру Земли как целого, — явления иного, в конечном счете космического порядка.

РАЗВИТИЕ ОБРАЩЕННОГО В КОСМОС ЛИКА ЗЕМЛИ

Мы имеем дело… с медленным проникновением внутрь планеты лучистой анергии Солнца, достигшей поверхности.

В. И. Вернадский

Науки о Земле в ходе времени неуклонно совершенствуют наши знания о жизни планеты, в первую очередь об основных движущих силах и результатах их действия, оказывающихся в том близком человеку окружающем его мире, который является как бы ареной, театром геологических действий. Это земная кора толщиной от нескольких до 70–80 км, подлежащие ей верхние части так называемой литосферы (каменной оболочки), вся водная (до 11 км) оболочка и нижняя часть воздушной оболочки, где находится и биосфера, сфера жизни всего в ней рождающегося, растущего, цветущего и отцветающего. Арена геологических действий на нынешнем уровне знаний есть многосложное физическое поле, не имеющее совершенно четких границ ни снизу, ни сверху, а внутри себя содержащее подвижные во времени и пространстве термодинамические (т. е. связанные с изменением температуры и давления) границы, то резкие, контрастные, то постепенные, что связано с разными физическими состояниями вещества оболочек и меняющимся, хотя и медленно, энергетическим режимом планеты.

Научный смысл выделения в нечто целое смежных внешних оболочек Земли и их частей, если учитывать неопределенность, неустойчивость границ этого целого, может показаться неясным. С одной стороны, считается признанным влияние тяжелого земного ядра на облекающую его мантию и вышележащую тонкую кору, а с другой — Земля и особенно ее внешние оболочки находятся под прямым воздействием космических сил. Но все же эта часть земного мира есть то самое место, где по крайней мере 3–3,5 млрд, лет назад возникла и развивалась жизнь в бесконечном разнообразии ее форм, где появился человек разумный (как по крайней мере он сам это утверждает), цивилизация, наука вообще и наука о Земле в частности. В этой части нашей планеты противоречия и столкновения сил природы, которую, впрочем, мы знаем здесь лучше, достигают особой остроты, физические градиенты особенно велики, а противоборство природных сил максимально — и созидательно и разрушительно.

Уже давно стало ясно, и это геоморфологи и геологи часто повторяют, что сущность событий, происходящих в этом самом «театре геологических действий», заключается в нескончаемой, со спадами и подъемами, с перевесом то одной стороны, то другой борьбе внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил Земли. Такой вывод из данных всего предыдущего развития наук о Земле давно стал трюизмом. Внутренние силы перестраивают, насыщают земную кору все новыми порциями глубинного вещества, создают основные черты рельефа Земли, в то время как внешние силы, питаемые энергией Солнца и направляемые полем силы тяжести, стремятся разрушить все эти «произведения» глубинных сил, сгладить их контрасты, снизить горы и целые материки, наполнить впадины рельефа образующимися от их разрушения осадками, действуя, конечно, в доступной им приповерхностной сфере, т. е. в том же самом «театре».

Непосредственно на глазах человека «драма» борьбы внутренних и внешних сил Земли разыгрывается на земной поверхности, в «геометрическом месте точек», общих для земной коры, водной и воздушной оболочек, в зоне их стыковки и взаимодействия, на «геоморфологических подмостках» этого театра.

Во Вселенной, где материя — энергия и пространство — время составляют сущность и форму всякого бытия, идут, как мы знаем, непрестанные изменения. Все движется, само же движение происходит в силу противоречий между старым и новым, растущим и умирающим, сложным и простым, соединением и разделением, расширением и сжатием. Частными случаями таких общемировых противоречий служат противоречия, движущие геологические процессы, неизменно отражаясь в процессах геоморфологических — формах рельефа Земли, их создании и изменении.

Теперь мы хорошо знаем, что глубинное магматическое вещество во всех физических фазах и метаморфические парапороды (т. е. бывшие породы осадочные, впоследствии претерпевшие большие изменения — иной раз почти до полной неузнаваемости), горные породы, побывавшие на значительных глубинах, приближались к земной поверхности уже в геологически очень отдаленные времена — до 3 млрд, лет назад и более и приближены к ней в современную эпоху на больших площадях. Для первичных магматических веществ — это современные вулканические пояса, для вторичных и глубокоизмененных парапород — это так называемые щиты, например Алданский, Балтийский, Канадский и другие, для которых характерна сплошная обнаженность этих древних, когда-то бывших в недрах первично-осадочных и вулканических горных пород. И вот оказывается, что толщи так называемого раннего докембрия (более 2,6 млрд, лет) глубоко изменены (метаморфизованы) повсеместно. Более широко распространенные, в частности и в СССР, осадочные и вулканические толщи позднего докембрия (менее 2 млрд, и до 500–570 млн. лет) глубоко изменены в значительной своей части. Среди пород последующей палеозойской эры известны и глубоко метаморфизованные (па юге Восточной Сибири, например), но главный объем толщ этого возраста метаморфизован сравнительно слабо. Мезозойские осадки (до 200 млн. лет) сильно изменены на земном шаре в немногих местах, а для отложений новейшей (кайнозойской) эры очень глубокие изменения — явление редкое. О чем это говорит? О старении со временем, столь громадном, особенно для раннего докембрия пли архея, подобно тому, как стареют с возрастом все живые существа? Определенно нет. Погружение первоначально поверхностных толщ на глубины с их высокими температурами и давлениями было свойственно всей геологической истории, и вопрос только в том, насколько это погружение отличалось в разные эры по своей скорости и абсолютной глубине, а также и в том, насколько неодинаковая продолжительность геологических эр обеспечивала такие погружения сама по себе, т. е. в вероятностном отношении, или же механизмы нисходящих движений ослабевали в течение столь огромного времени.

В науках о Земле широко известна теория геосинклиналей. Геосинклинали — области крупнейших погружений на первых этапах их развития и крупнейших поднятий — на поздних этапах. Геосинклинали — особо подвижные зоны земной коры — существовали еще в докембрии (протогеосинклинали), существуют и сейчас (например, островная Индонезия). Под влиянием преимущественно нисходящих вертикальных движений земной коры и образования обширных углублений в геосинклиналях происходило накопление осадков и излияние различных лав огромной мощности. На этапе последующих поднятий происходило смятие этих толщ в. складки, частичное их плавление с формированием гранитов, образование разнообразных разрывов. В условиях то сжатия, то расширения в конце такого цикла происходило образование горной страны. Здесь мы не будем вникать в подробности теории геосинклиналей, созданной трудами как зарубежных, так и наших ученых, скажем только, что древние геосинклинали, развиваясь в течение одного либо нескольких подобных циклов и превращаясь в складчатые зоны и горные области, постепенно теряли свою подвижность и свой горный рельеф, становясь жесткими, мало подвижными массивами с плоскогорным или даже равнинным рельефом, так называемыми платформами. При этом в ходе времени площадь деятельных геосинклиналей, как это видно на материках, неуклонно сокращалась, а площадь платформы соответственно увеличивалась. Теория геосинклиналей сумела объединить и объяснить все стадии и типы движения и превращения вещества земной коры в единой концепции. В ней нашли свое место и преобразования в геологическом прошлом рельефа планеты. Вместе с тем эта теория ограничила как во времени, так и в пространстве глубокие погружения поверхностных масс и соответственно поднятия масс исконно глубинных или масс первоначально поверхностных, но временно (конечно, за миллионы лет) побы вавших на больших глубинах.

Новая глобальная тектоника, напротив, не находит никаких ограничений для крупных и крупнейших, в этом смысле глобальных, перемещений отдельных частей земной коры. Это новое учение, возникшее только в послевоенные годы в ходе преимущественно геофизически» исследований дна океана, отводит главную роль в истории Земли горизонтальным перемещениям громадны пластин литосферы, захватывающих не только земную кору, но и верхние части подстилающей ее верхней мантии и называемых литосферными плитами. Ведущим началом в представлениях новой глобальной тектоники является расширение дна океанов, идущее из их середины (так называемый спрединг). При этом расталкиваемые литосферные плиты вблизи материковых окраин испытывают так называемую субдукцию, уходя под материки по наклонным зонам, в которых происходит преобразована материала таких плит, состоящих из тяжелой, но сравнительно тонкой океанической земной коры и покрывающих ее морских осадков, напряженный вулканизм, структурные преобразования, создание контрастных форм рельефа. В пределах некогда существовавших материков сдвигались и относительно более мощные и легкие материковые плиты, морские проливы и заливы между ними закрывались, а на стыках плит в результате сжатия возникали и продолжают возникать в наше время складчатые зоны и соответствующие им горные цепи. Примером последних служат Гималаи. Возможно, так образовался в конце палеозойской эры Урал — гигантский структурный шов, возникший при сближении по широте Восточно-Европейской и Западно-Сибирской плит. Поскольку описанный процесс продолжается и в современную эпоху, его глубокое понимание крайне важно и для изучения современного рельефа.

Расширение дна океана (спрединг) и движение материковых плит в результате растекания аномально легкой мантии под срединно-океаническими поднятиями (но представлениям «тектоники плит»)

На границе океан — материк океаническая земная кора резко погружается под материк (так называемая субдукция)

Что касается выбора между теорией геосинклиналей и гипотезой литосферных плит, т. е. признания в первом случае приоритета вертикальных движений земной коры, а во втором — движений горизонтальных, то сейчас в геологии постепенно, по неуклонно намечаются пути сближения этих, казалось бы, непримиримых представлений и отказ от крайностей тех и других.

Краткая остановка на изложении представлений о геосинклиналях и литосферных плитах понадобилась нам Для того, чтобы показать, что с любой из этих точек зрения (различия только в механизме) в течение геологической истории происходило погружение поверхностных масс, в том числе осадочных толщ, созданных преимущественно энергией Солнца (о чем будет сказано позже), их преобразование на больших глубинах за счет внутренней энергии Земли и рано или поздно их подъема снова к земной поверхности, осуществляемый разными путями и средствами. О них речь тоже впереди.

Мы приходим, таким образом, к выводу, что саморазвитие Земли выступает как сложный, поступательный необратимый процесс обмена энергией — массой между поверхностными зонами и недрами нашей планеты. Но если источники масс, погружающихся в недра и где-то, когда-то выносимых из недр в приповерхностные зоны нам известны, так как, кроме привноса из космоса метеоритного вещества, здесь происходит нечто вроде «самоснабжения» (переработка поверхностного материала), то источники второй составляющей нашей пары очень удалены. Нам понятна роль Солнца и идущего от него на тока лучистой энергии. Внутренние же источники энергии Земли — область научных догадок. Если тяжело земное ядро, состоящее, вероятно, из железа с некоторой примесью других элементов, храпит от науки почт все свои тайны, то мощная сферическая оболочка Земли толщиной около 2900 км, лежащая между земным ядром и корой, так называемая мантия, идущие в ней процесса и ее влияние на тонкую земную кору изучены лучше. Не подлежит сомнению, что сама кора создана выплавкой (возможно, неоднократной) вещества из верхней мантии и что она в течение всей истории Земли находится под ее воздействием. Потоки разнообразных летучих веществ, называемых флюидами, — постоянный процесс дегазации верхов мантии. Таким путем (одним из главных во всем влиянии мантии на земную кору) происходят сложные сдвиги в физическом и химическом составе веществ, слагающих ее и пополняемых за счет мантии. Но всякое нарушение термодинамических равновесий в этой сложной среде ведет к стремлению разуплотнений и перегретых веществ всплывать вверх в соответствии с архимедовыми силами. Именно такое всплывание и обеспечивает перенос массы — энергии вверх из недр планеты, оно и служит своего рода рабочим механизмом в таком переносе. Энергетическая же основа переноса вверх заключена в расходовании внутреннего тепла, пополняемого, как предполагается, радиоактивным распадом в недрах Земли.

Выше было сказано, что несомненные свидетельстве этого выноса или восходящего потока массы — энергии мы находим в самом отдаленном от нас геологическом времени (несколько миллиардов лет). В современную же эпоху реальными живыми свидетельствами тепло-массопереноса из недр Земли к ее поверхности служат; восходящая слагаемая современных вертикальных, как правило очень медленных, тектонических движений — поднятий, распространенных притом почти повсеместно на земном шаре; горообразование как следствие ускоренных (но также длящихся миллионы лет) движений этого типа, особенно хорошо наблюдаемое в Карпатах, на Кавказе, в горах Средней Азии и Южной Сибири, в горных районах Дальнего Востока. Ясно, что к числу этих же бесспорных свидетельств должны быть отнесены извержения вулканов, во время которых поток массы— энергии вырывается из недр на наших глазах, горячие источники, или гидротермы и, наконец, возможно, главный свидетель непрерывного и неравномерного (как от места к месту, так и от эпохи к эпохе) восходящего фронта внутренней энергии планеты — глубинный, не связанный с наружными явлениями и с лучистой энергией Солнца тепловой поток, величины которого измерены во многих местах — и на суше, и на дне морей и океанов.

Но как ни сложна на самом деле еще не до конца наученная картина пополнения земной коры энергией и массой изнутри, это только одна ветвь круговорота, или «обмена веществ», в «организме» планеты, которой, однако, обязаны как своей первопричине все эндогенные процессы, так или иначе участвующие в рельефообразовании. Противоположностью, своего рода диалектической антитезой восходящего потока выступает поток нисходящий, увлекающий энергию и массу Земли от ее поверхности в недра. Эта вторая ветвь круговорота вещества и энергии в земной коре есть все то материальное, что связано со взаимодействием твердой коры, водной и воздушной оболочек и препровождается «неисповедимыми» путями в глубь планеты. Неисповедимость их в том, что внешне Центростремительное направление такого потока как бы противоречит условиям поля тяготения; сравнительно легкое вещество устремляется в царство горячих, но тяжелых масс. Мы помним, однако, что это прямой результат, так сказать «требование», изостазии. Им как бы Уравновешивается истощение недр притоком материи, заряженной энергией Солнца. Подготовка этой материи, ее удобоподвижность — сыпучесть, рыхлость, измельченность или нахождение в водных растворах — все это работа Солнца, осуществляемая всей суммой, всем разнообразием экзогенных процессов. На «геологической сцене» нашего «театра» знакомые нам роли исполняют физическое, химическое, биологическое выветривание горных пород, снос дезинтегрированного материала с высоких на низкие уровни, отложение осадков, их захоронение, погружение, статический метаморфизм нагрузки, региональный, т. е. общий, охватывающий весь объем осадков метаморфизм больших глубин (температура, давление, массовый привнос флюидов), начало гранитизации, т. е. полной перекристаллизации, бывших осадочных пород, только начало, так как развернутый фронт гранитизация связан как одна из главных причин с поднятиями земной коры и означает переход на восходящую ветвь потока.

Схема круговорота энергии и массы в земной коре

1 — направление глубинного теплового потока; 2 —поток лучистой энергии Солнца; 3 — направление подъема и растекания под корой аномально разогретого вещества верхней мантии; 4 — снос материала разрушения гор на низкие уровни; 5 — погружение осадков в геосинклиналях; 6 — подъем коры и создание новых гор

Здесь, в начале пути нисходящего потока, главную роль играют деструкционные (разрушительные) процессы; выветривание и денудация как снос вышележащий и обнажение глубже лежащих толщ горных пород; эрозия как углубление и расширение каналов стока всех размеров вследствие врезания русел водных потоков и подмыва их берегов, работа прибоя на озерных и морских берегах; дефляция (раздувание и перенос ветрами сухого мелкого материала); все виды перемещения рыхлого материала под влиянием вездесущей силы тяжести, как надводного, так и подводного, включая мутьевые потока на крутых подводных склонах морского дна; деятельность ледников и почвенных льдов; течение грунтов при их летнем оттаивании в высоких широтах и на высоких горах; невидимая, но огромная по своим результатам деятельность подземных вод — химическое растворение пород и механическое перемещение мелких частиц (суффозия), — словом, все способы перемещения вещества с высоких уровней на низкие, в конечном счете — на самые низкие.

Воды морей и озер, будучи при своем движении не только транспортной силой, но и средой переноса (ту же самую роль выполняют текучие и подземные воды и ледники), в определенных условиях играют и созидательную роль — образуют накопления, выполняя своего рода «миссию» по перераспределению транспортирующихся масс на земной поверхности и близ нее. Для таких геологически сравнительно кратковременных остановок (особенно в материковых условиях) служат пляжи морей и озер, косы и участки медленного течения рей, подножия склонов, места спада силы ветра, трещины и всякие другие полости, где пересыщенные какими-либо веществами подземные воды отлагают эти вещества, образуя жилы. Легко видеть, что для перемещения, да и для остановок (кратковременных или длительных) рыхлого материала необходимы соответствующие геоморфологические условия — наклоны земной поверхности, где этот материал мог бы двигаться на все более низкие уровни, преодолевая силы внутреннего сцепления и внешнего трения. Это всем знакомые склоны гор, холмов, борта долин и т. д. И здесь перед нами прекрасный пример диалектического единства противоречий: для движения рыхлых поверхностных масс необходимы как первейшее условие склоны, но эти же движущиеся массы создают под собой и для себя склоны, стремясь по возможности смягчить и даже уничтожить их путем выполаживания.

Во всем этом универсальном, многоликом, неравномерном от места к месту и от времени ко времени направленном процессе происходит, очевидно, моделировка выступов земной поверхности, тех выступов разной высоты и площади, которыми обеспечивается само существование склонов и создание рельефа, часто называемого в таком его виде и способе генерации экзогенной скульптурой, или просто морфоскульптурой. На последнем отрезке нисходящего потока массы — энергии, в глубоких и глубочайших геосинклинальных прогибах, осадочное и вулканическое вещество как бы возвращается недрам, где в совершенно иных, чем на поверхности, термодинамических условиях преобразуется по их «образу и подобию», иногда в такой степени, что после нового (для нас последнего) возвращения к земной поверхности, в нем трудно (но почти всегда возможно) распознать бывшую осадочную или излившуюся на поверхность вулканическую породу. Таким образом, в новом «образе и подобии» вещество везде и всегда имело некоторый шанс вернуться назад, где ему придется вновь приспособиться к поверхностным условиям, вновь измениться. Опять наступят выветривание и движение этого вещества на низкие уровни.

Понятно, что восходящий и нисходящий потоки массы — энергии никогда не прекращаются. И, вновь возвращаясь к театральной метафоре и пользуясь данными исторической геологии, мы находим в темпе и ритме нескончаемого круговорота периодические антракты, когда действие словно бы задерживается и почти замирает. Это известные и хорошо изученные динамические паузы в истории Земли. Их геологический смысл — в ослаблении восходящего и перевесе начальной ветви нисходящего потока. Геоморфологический смысл — в усиленном разрушении выступов суши, заполнении водных бассейнов осадками, в интенсивном развитии скульптурного рельефа и образовании более или менее обширных выровненных пространств. Поэтому тектоно-магматические циклы, т. е. эпохи усиленной перестройки земной коры, когда восходящий поток особенно активен, и геоморфологические циклы не совпадают: вторые запаздывают по отношению к первым. В философском отношении смысл как геологических, т. е. тектоно-магматических пауз, так и эпох замедленного рельефообразования состоит в том, что и-те и другие воплощают собой прерывное в непрерывном — одно из главных единств противоположностей в истории саморазвивающейся Земли.

Если наличие восходящего, снизу вверх направленного потока энергии и массы очевидно (к этому движению, массы — энергии, по существу, сводятся все варианты эндогенных режимов, тектоно-магматических циклов, эпох интенсивного горообразования и т. д.), то с нисходящим потоком дело обстоит несколько иначе. Прежде всего возникает вопрос: компенсируют ли эти потоки (восходящий и нисходящий) друг друга, да и вообще coизмеримы ли эффекты их столкновения в самых верхних зонах Земли и на ее поверхности? Астрономические и астрофизические данные неопровержимо свидетельствуют об остывании небесных тел таких размеров, какими обладают внутренние планеты Солнечной системы и их спутники. Лучшие примеры в этом отношении — Луна и Марс. Но и история Земли говорит о том же самом. Нет данных для признания возможности вспышек при ядерных реакциях в недрах этих планет, и необходимо признать, что в масштабе геологического времени, т. е. сотен миллионов и единиц миллиардов лет, Земля теряет больше, чем приобретает извне, иными словами, энергетический (тепловой) ее баланс в таких масштабах времени определенно пассивен, что в общем случае означает перевес восходящей ветви потока над нисходящей. Однако этот «общий случай» наполнен на протяжении геологической истории Земли частными случаями — эпохами глобального выравнивания рельефа, низкой тектонической и магматической активности, когда перевес в переносе массы — энергии переходит на сторону нисходящего потока. Если «на стороне» восходящей ветви находится непрерывный, снизу идущий тепловой поток, то нисходящая ветвь потока непрерывно поддерживается полем земного тяготения, в общем случае всегда благоприятствующего «засасыванию» вещества и с ним различных видов энергии в глубь планеты.

Давно известно, что сама по себе лучистая энергия Солнца проникает в земную кору на сравнительно небольшую глубину. Слой, или уровень, постоянной температуры — величина для конкретного места константная, если исходить из опыта человеческих поколений, но и при всех изменениях глубины этого слоя в течение геологических отрезков времени она не может измеряться тысячами, даже, вероятно, сотнями метров. Из этого следует, что непосредственное влияние лучистой энергии Солнца даже на земную кору ничтожно. Другое дело — опосредованное влияние, которое и имел в виду В. И. Вернадский. Его мысль приведена в виде эпиграфа к этому разделу. Проникновение лучистой энергии Солнца в глубь планеты осуществляется прежде всего разрушением с поверхности горных пород, непрерывным перемещением создающихся при этом веществ с высоких Уровней на возможно более низкие в данных условиях, в современную эпоху— в сравнительно скромном интервале — 20 км (размах гипсографической кривой Земля). Дальнейшее углубление в недра земной коры может иметь место в частном случае, как это ни странно, при повышении поверхности земной коры. Это происходит, когда последующие наслоения и нарастающий по мере все большей нагрузки верхних слоев статический метаморфизм нижних слоев, свойственные компенсирующимся (заполняемым осадками) прогибам, а в более общем случае — при прогибании ложа геосинклинальных бассейнов под влиянием растущей нагрузки приводят к увлечению осадков любого происхождения на все большие глубины земной коры. При этом глубины самих водоемов могут существенно не меняться, а их осадки — сохранять свой мелководный характер.

Таким образом, поскольку мы говорим об осадочной оболочке нашей планеты, то по крайней мере вся ее вертикальная мощность (толщина) характеризует глубину проникновения лучистой солнечной энергии в глубь планеты за все минувшее геологическое время. В этом убеждают нас новейшие исследования метаморфических и кристаллических сланцев из разных районов земного шара, свидетельствующие о первично-осадочной природе этих образований. А если так, та вся осадочная оболочка нашей планеты так или иначе имеет «солнечное» происхождение, ибо нет первично-рыхлого осадка, за исключением вулканического пепла, который своим происхождением не был бы так или иначе обязан солнечной энергии. Очевидно, это касается как обломочных, так и химических (выпавших из растворов) и биогенных осадков, способы образования которых хотя и очень различны, но неизменно связаны с солнечной энергией.

Итак, вопрос о соотношении двух потоков, или течений, массы — энергии, их месте, темпе и постоянстве достаточно сложен. Их баланс — главнейшая и самая трудная задача, неразрешимая без количественных оценок. Косвенно и в первом приближении эту задачу для современной эпохи можно решить, принимая во внимание объемы выпуклостей рельефа или, как говорят геофизики, «топографические массы», возвышающиеся над некоторым условным уровнем, например над уровнем океана или его дна. Для местных условий прямые, но очень приблизительные расчеты могут дать объемы вулканических излияний и выбросов, хотя и здесь крайне трудно учесть количество вулканических газов и распыленных веществ — паров и пеплов. Подсчет массы вещества, смываемого с материков и островов, ориентировочно дает приходную часть баланса. Подсчитано, что ежегодно в океан выносится таким образом более 17 млрд. т вещества. Но вместе с тем приходится иметь в виду, что перемещенная с суши в область шельфа, т. е. периконтинентального мелководья, эта масса может задерживаться на пей геологически неопределенно долго и ее втягивание в глубокие недра, как и переработка, требует особых тектонических условий, сосредоточенных, как мы видели, в сравнительно узких зонах — геосинклиналях.

Признавая, что важнейшим показателем в обмене массой — энергией между недрами и поверхностными частями земной коры является баланс (приход и расход), необходимо все же помнить, что земная кора — открытая система, взаимодействующая с ниже- и вышележащими геосферами. Поэтому ее баланс лишь часть общепланетарного баланса, а планета Земля, будучи частью Солнечной системы, является также незамкнутой. И если крайне трудно оценить современный баланс Земли, то еще труднее сделать это по отношению к минувшим тектоническим эпохам. Здесь ясно только, что поступление на Землю космического материала, как и несомой им кинетической энергии, было в далеком прошлом очень велико и в ходе геологического времени уменьшалось. Об этом говорят многочисленные, обнаруженные на материках остатки особых кольцевых структур — кругов, дуг, овалов, во многих случаях представляющих собой несомненно остатки древних ударных кратеров (образованных при падении метеоритов), подобных тем, что мы видим на снимках поверхности Луны, Меркурия, даже Венеры и Марса. Любопытно, что о таком большом числе и распространенности кольцевых структур на Земле не знали до получения их космических изображений.

Местами наибольшего приближения к земной поверхности восходящих потоков энергии массы являются, внутренние части сводообразных и сводово-блоковых поднятий земной коры — высоких гор и плоскогорий, испытывающих современный медленный подъем вверх — до 10 мм/год, редко более; активные вулканические пояса, а в прошлом — центральные части геосинклиналей на втором этапе развития, когда опускания сменялись поднятиями; рифтовые зоны (от английского «рифт» отверстие, трещина), как правило, узкие протяженные области растяжения и разрыва земной коры, широко распространенные как в морях и океанах, так и на материках (впадины Красного моря, Байкала).

Как сравнить условия проникновения через земную кору той и другой ветви энергии — массы? Такое сравнение можно сделать только в самом общем виде с позиций геологии. В соответствии с классическими представлениями на первой, нисходящей ветви материал разрушений земной коры увлекается с большим постоянством под влиянием силы тяжести, но и с рассеянием на низких уровнях рельефа, а в глобальном масштабе — в субгоризонтальной зоне, иначе говоря, на равнинах, приморских низменностях, на шельфе, океаническом дне. Проникнуть глубже нисходящий поток массы — энергии может только в особых условиях, существующих в особенно подвижных зонах — геосинклиналях. Превращение осадочно-вулканогенных толщ в метаморфические породы в масштабе всей Земли достигалось крайне медленным осреднением. Громадные объемы палеозойских отложений (примерно 500 млн. лет — в начале, 250–200 млн. лет — в конце своего накопления), составляющие, например, покров, или чехол, послераннепалеозойских платформ, остались практически неметаморфизованными. Поэтому только некоторая, не поддающаяся пока учету масса продуктов разрушения коры и выделенная биосферой (породы органического происхождения) возвращается (в принципе может возвратиться) в глубокие зоны земной коры. Лишь подготовка к такому возвращению осуществляется в масштабе земного шара непрерывно. Таким образом, мы имеем перед собой глобальный и постоянный разброс, рассеивание по поверхности Земли в пределах вертикального размаха гипсографической кривой (около 20 км), нисходящего потока массы — энергии, который находит пути в более глубокие зоны лишь в определенных местах и в определенные отрезки геологической истории планеты.

Универсальность, постоянство и вместе с тем неравномерность — вот главные и общие свойства нисходящего потока. Но те же самые главные свойства характеризуют и поток восходящий. Он также универсален и постоянен, как это подтверждается измерениями глубинного теплового потока на всей Земле и повсюду констатированных медленных вертикальных движений земной коры (все, равно со знаком плюс или минус), и так же непостоянен В отдельных частях пространства и в отдельные промежутки времени, как это хорошо видно на примерах имеющихся в наше время на всех материках и во всех океанах зон интенсивного горообразования (поднятий), высокой сейсмичности и активного вулканизма. Это сопоставление говорит нам о известной «равноправности» двух ветвей оборотного потока массы — энергии, о сходстве их режимов, о том, что двуединый процесс такого оборота, или обмена, вдохов и выдохов, есть необходимое условие жизни нашей планеты. Общая современная картина высокой корреляции восходящего и нисходящего потоков массы — энергии наряду с периодическими переходами первенства, т. е. количественного перевеса то к той, то к другой стороне, имела место и в геологическом прошлом. Об этом говорит весь опыт исторической геологии, вся летопись истории земной коры, запечатленная в ее «говорящих камнях».

Не может изменить вывода об относительном (в пределах геологического времени) количественном «равноправии» восходящего и нисходящего потоков и впечатление о большей универсальности, постоянстве во времени и пространстве, наконец, геологической эффективности восходящего потока, поскольку мы привыкли говорить о тектоно-магматических циклах как своего рода революционных преобразованиях состава и структуры земной коры, тогда как явления, воплощающие собой нисходящий поток (выветривание, субгоризонтальный в большинстве случаев разнос рыхлых масс, осадконакопление, преобразование осадков на возрастающих глубинах погружения), представляются хотя и универсальным процессом во всех климатических и геоморфологических обстановках, но протекающим медленно, часто незримо и, во всяком случае, менее эффектно. С такой вполне житейской, а не научной точкой зрения достаточно сравнитьсамый мощный, вызванный пересыщением влагой горный обвал или крупный оползень, наводнение, пыльный ураган и т. д., с одной стороны, и вулканическое извержение, особенно пелейского типа (извержение вулкана Пеле 1908 г. на Антильских островах, сразу погубившее 30-тысячное население города Сень-Пьер), или катастрофическое землетрясение, каких немало знает история — с другой. Но и в этих примерах необходимо различать эффектность и геологическую эффективность. Непрерывен глубинный тепловой поток в земной коре, но непрерывна и деятельность биосферы, гидро- и атмосферы. Их ритм, причины которого до конца до сих пор не выяснено, есть ритм геологической истории, а вместе с ним и истории рельефа — смены «выражения лица» Земли.

Итак, если классическая геология и геоморфологи объявили сущностью внешне видимого взаимодействия противоречивых и противоборствующих эндогенных экзогенных сил Земли создание крупных неровностей первыми и нивелировку этих поверхностей вторыми, теперь более общей представляется следующая формулировка: сущность геологических и геоморфологически; явлений, происходящих в земной коре и на ее поверхности (в последнем случае также тесно связанных с вещественным составом и строением коры), заключается в непрерывном обмене веществом и энергией между поверхностью и недрами Земли. Этот обмен выполняется восходящими и нисходящими в недра системами путей, составляющих единый непрерывный круговорот, или поток. Понятие о таком потоке и двух его ветвях или направлениях при учете различий в их концентрациях, темпе, режиме, балансе, т. е. переменном превосходстве в разные эпохи геологической истории, наиболее полно охватывает все реально существующее разнообразие геологических, геофизических, геохимических и геоморфологических процессов, преобразующих земную кору и ее рельеф. Такое представление никак не заменяет существующие так называемые геотектонические гипотезы или теории о причинах и механизмах тектонических движений и деформаций земной коры. Оно не претендует на равное с ними место. В то же время в рамках этих представлений оказывается вполне естественной возможность как вертикальных, так и горизонтальных и косых движений как больших, так и малых масс. Раньше первые движения назывались радиальными, вторые и третьи — тангенциальными, и немного жаль, что такие верные названия как-то теперь устарели.

Изложенное представление о физических основах жизни земной коры индеферентно и по отношению к гипотезе фиксизма (признание постоянства положения материков и господства в земной коре вертикальных движений) и гипотезе мобилизма (признание горизонтальных движений материковых масс с подстилкой в виде подкоровых масс и соответственно господства в земной коре горизонтальных напряжений). Эти две во многом противоположные гипотезы сосуществуют в геологии уже давно, несколько при этом меняясь и выступая в новых, «модных» вариантах. Конечно, для анализа современного рельефа и его истории определенная идейная позиция очень нужна и в этом смысле. Мы еще будем возвращаться к таким вопросам.

Вернемся к геоморфологии и предмету, ею изучаемому. И теперь нам нетрудно видеть, что все неровности земной поверхности в их совокупности, связности или рассредоточенности, способе образования, их прошлом и настоящем не что иное, как морфологические следы потока массы — энергии на столкновении его восходящих и нисходящих течений. Эти следы соответственно антагонизму двух течений имеют двоякое происхождение.

Во-первых, это вещественные образования, возникающие или за счет привнося вещества снизу и тем самым пополнения земной коры, или за счет переработки местного материала коры, ведущей к изменению его объема и плотности в «русле» восходящего потока. Это разнообразные вулканические накопления, глыбовые и складчатые горы, сводовые и плоские поднятия типа плоскогорий, а в конечном счете сами обширные выпуклости земной коры — материковые массивы, основа которых, несомненно, выплавлена из мантии или из глубин земной коры. Все эти крупные формы рельефа являются выпуклыми и, следовательно, начальными (инициальными) для нисходящего течения. Это также и осадочные накопления разного возраста, оказавшиеся в приподнятом, ранее несвойственном им положении, в чем повинен тот же восходящий поток.

Во-вторых, это все без исключения формы разрушения (деструкции) на суше и в океанах, все великое множество и столь же великое разнообразие денудационных (разрушение — удаление) форм рельефа, в огромном своем большинстве вогнутых. С механической стороны все они порождены изъятием материала, слагающего поверхностные зоны земной коры и подготовленного к перемещению, и удалением его от места изъятия на то или иное расстояние теми или иными транспортными средствами, имеющимися во всех средах: наземной, воздушной, водной, ледяной и даже подземной. Денудационные формы — всегда результат отделения от инициальных форм какой-то доли слагающего их материала, всегда в дезинтегрированном, т. е. измельченном или растворенном виде. Эту чисто пластическую сторону дела имел в виду французский геолог Э. Ог, когда предложил в начале нашего века научный термин «глиптогенез», происходящий от греческого слова «глиптика» — искусство вырезывания на камне, и предназначенный для обозначения денудационного рельефа, обычно изобилующего разнообразными деталями, как бы наложенными на более крупные формы.

В представлениях, изложенных в этом разделе, утверждаются, приобретая наиболее общий смысл, те основные противоречия, которые служат внутренней пружиной развития материальной системы Земли. В них яснее, чем в обычном противопоставлении эндогенных и экзогенных сил как двух противоречивых начал, определяющих своим взаимодействием существование и развитие рельефа Земли, видны не только противоположность, но и диалектическое единство обоих этих начал и невозможность их раздельного существования.

Рельеф земной поверхности занимает в таких представлениях свое законное место, как бы ответственное за информацию о взаимодействии внешних и внутренних сил Земли, непосредственно выражая эту информацию и превращаясь тем самым в один из главнейших предметов наук о Земле.

СКУЛЬПТОРЫ ЗЕМЛИ — ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Все меняется, но ничто не погибает.

Ничто не остается таким, как было,

И не сохраняет тех же форм,

Но остается, однако, тем же.

Овидий. Метаморфозы.

Мы давно знаем о том, что в глубинах земли находится огромный запас тепла, что, собственно, и определяет активную жизнь нашей планеты — те разнообразные перемещения и превращения вещества, а вместе с ними и изменения формы явлений, которые первыми бросаются нам в глаза и позволяют сразу отличать эти явления одно от другого. Одновременно наша Земля, как и другие планеты, «греется на солнце», получает от него лучистую энергию. Эти два источника энергии, внутренний и внешний, космический, в приповерхностных зонах Земли, в нашем «театре», и создают возможность той неустанной и нескончаемой работы, которую выполняют разнообразные силы, в том числе (что для нас особенно интересно) по преобразованию форм самой земной поверхности.

Тот факт, что с глубиной температура Земли повышается, означает, как известно из физики, перемещение тепла из ее недр, более нагретых, в относительно менее теплые верхние горизонты. Это и есть тот глубинный тепловой поток, который непосредственно свидетельствует о выносе, из Земли ее энергии (восходящая ветвь энерго-массопереноса). Он вездесущ и на материках, и в океанах, непрерывен, по непостоянен. Можно считать доказанным, что тепловой поток менялся от места к месту и от времени до времени в геологической истории Земли и что он сам всегда выражал собой основной ее двигатель. Среднее значение теплового потока на Земле составляет 1,2–1,5 микрокалорий на квадратный сантиметр в секунду. А вот от Солнца Земля получает энергии в несколько тысяч раз больше, но лишь малая ее доля достигает поверхности. Уже говорилось, что проникновение лучистой теплоты в глубь Земли ничтожно. Часть солнечной энергии путем отражения возвращается в космос, где и рассеивается. Другая часть путем нагрева суши, водной и воздушной оболочек, зависящего от места к месту от времен года, времени суток, широты и многих других причин, определяет всю энергетику внешних геоморфологических процессов. Внешняя картина этих последних заключается в перемещении масс воздуха, воды и суши под общим и постоянным контролем поля силы тяжести и при помощи очень разнообразных средств и механизмов. Оставляя пока в стороне все жизненные процессы, еще теснее и непосредственнее связанные с солнечной энергией, остановимся на том, что происходит здесь, на границах оболочек, в «мертвой» природе. Нет таких физико-географических процессов, которые не имели бы хоть какое-то геологическое значение. Равным образом пет и не может быть геологических процессов, которые в том же самом нашем «театре» не играли бы никакой геоморфологической роли.

Внешние динамические процессы, о которых идет речь в геологии и географии, называются экзогенными процессами. Вместе с космическими силами они действуют на земную кору снаружи, а работа, которую они выполняют за счет энергии Солнца, двоякая: создание (и разрушение) горных пород, слагающих в каждый данный момент земную поверхность на некоторую глубину, и создание (и разрушение) форм земной поверхности, а следовательно, изменение положения границы земной коры с ее подвижными, как легкая одежда, покровами — гидро- и атмосферой. Другими словами, экзогенные процессы выполняют две функции: породообразование и формообразование. Здесь и проходит некоторый формальный раздел между геологией (породообразование) и геоморфологией (формообразование). Если, впрочем, вдуматься, то станет совершенно ясно, что породообразование зависит всегда и везде от формообразования и наоборот, что дело лишь в акценте, в угле зрения, под которым рассматривается по существу двуединый экзогенный процесс. Ведь содержание — в данном случае вещественный состав разрушающейся или создающейся горной породы — требует облечения в соответствующую форму, так как нет содержания без формы. Подобным же образом явление в природе новой формы предусматривает в чем-то и новое содержание. Поэтому геоморфолог не может не думать о том, к какому геологическому результату ведет (или уже привел) наблюдаемый им геоморфологический процесс. Соответственно и геолог не должен упускать из вида геоморфологическую сторону любого экзогенного процесса. Если все это достаточно интересно в чисто познавательном отношении, то не менее важно и в практическом отношении, поскольку создает основу для предсказания событий, для деловой предусмотрительности и всех вытекающих отсюда искусственных (человеческих) мероприятий. Рассмотрим несколько примеров.

В понятие о том или ином экзогенном рельефо- и породообразующем процессе входит не только его физическая и (или) химическая сущность, но и общее направление, постоянство или эпизодичность, темп и соотношение с параллельно либо навстречу идущими процессами.

Представим себе теперь самую общую схему эрозионного процесса во времени и пространстве. Читателю известно, как универсальна, как распространена на всех материках работа текучих вод, временных и постоянных, малых ручьев и больших рек, быстрых горных потоков и медленно текущих равнинных рек. Все они в разной степени на том или ином отрезке своего пути размывают и углубляют свое ложе, подмывают и разрушают свой берега, перемещают массы обломочного материала — валу* нов, галек, песка — или, напротив, отлагают их. Эта элементарная картина наполняется, однако, глубоким содержанием, как только мы вспомним, что, кроме своей механической работы, эрозия непрерывно взаимодействует с другими рельефообразующими процессами. Движение в нашем «театре» совершается из-за разности потенциалов или градиентов: силы тяжести, температуры, давления, плотности, электричества, гипсометрии. Общий фон — трансформация энергии и перемещение вещества — работа в физическом смысле. Исходный момент в эрозионном процессе — наличие некоторого избытка воды в данном месте по сравнению с тем, что могло бы тут же испариться или просочиться в землю. Второе — наличие гипсометрического градиента, обеспечивающего наличие наклонной поверхности, т. е. склона, дающего возможность более или менее свободного и легкого перехода на уровень более низкого потенциала гравитационного поля.

Оба эти условия вполне заурядны: первое обеспечено наличием воды в атмосфере, ее осадками, второе — существованием рельефа, следовательно, и гипсометрических вариаций составляющих его поверхностей, линий, точек. Первое дано изначально с образованием земной атмосферы (неизвестного нам точно первоначального состава), т. е. с догеологических времен. Второе — рельеф — существовало, конечно на всех этапах жизни Земли, даже в принципе и до появления атмо- и гидросферы. Физическое (температурное) выветривание во времени также выходит за рамки так называемого геологического этапа в жизни Земли. Все это приводит к выводу, что рельефообразование на поверхности планетных тел, обладающих в рассматриваемом нами случае твердой корой, — явление, свойственное планетам изначально и начально же подчиненное немногим простейшим условиям. При этом какой-либо конкретный рельеф был всегда производен от другого, предшествующего ему рельефа. Отсутствие такового нельзя представить себе — то была бы идеальная геометрическая поверхность сфероида вращения, абсолютно защищенная и от вулканических сил снизу, и от Ударов метеоритов извне.

Если принять высказанные положения, а они очевидны, то общий геоморфологический процесс в истории Земли будет выглядеть таким же непрерывным и нескончаемым, как и процесс ее геологического развития. Даже образование единого Мирового океана, покрывающего всю поверхность Земли (без островов и континентов, что также невозможно себе представить), означало бы лишь торможение и, если можно так выразиться, подводную спецификацию геоморфологического процесса. Полностью остановиться он никогда не мог, как не остановится никогда в будущем и даже в том крайнем мыслимом случае, если бы Земля перешла подобно Луне в стадию «мертвой» планеты.

Но вернемся к нашему случаю — к первому ручейку вытекающему из какого-нибудь верхового болота, которые свойственны суровому сибирскому климату и образуются на высоких плоских уровнях потому, что земля под ними схвачена многолетней (раньше говорили «вечной») мерзлотой и водонепроницаема. Дальше на всем пути превращения ручья в речку, а речки в реку, т. е. увеличения водного стока, происходит непрерывный обмен влаги в реке с влагой в атмосфере (испарение и осадки), но также интеграция ручьев или рек. Это уже работает не одна гипсометрия. Ручьи или речки сливаются (при их неравенстве говорят, что меньшая впадает, вливается в большую) уже по геоморфологической причине: у них разные направления продольных уклонов или просто склонов (покатостей, или по-сибирски — покатей). Вместе с тем, размывая канал своего стока, т. е. углубляя его, каждый поток создает в геологическом субстрате два склона — правый и левый, направленные с двух сторон к нему самому. По этим склонам поверхностные воды сливаются в главное русло. Каждый такой приток или поток стремится создать свою собственную долину по своим силам, но по строгим и не имеющим исключения правилам, куда входит сила тяжести, кинетическая энергия движущейся воды, гидродинамика потока. И каждый новый образованный таким образом склон (будем называть его элементарным) при наличии избыточной влаги будет стимулировать создание новых потоков все более высоких порядков, как и соответствующих им новых склонов. Этот нехитрый, но безотказно действующий механизм при достаточном постоянстве географических условий с неизбежностью приводит к разделу той или иной территории между соседствующими и конкурирующими за «жизненное пространство» речными системами, «обслуживающими» соответствующую площадь, или бассейн. В плане получается тот или иной рисунок речной и соответственно долинной сети — ветвистый (дендритовый), радиальный, решетчатый, комбинированный, более или менее правильный геометрически, на что есть свои причины (мы коснемся их ниже). Итак, перед нами разветвленная долинно-речная сеть, завершившая раздел какой-либо территории как между своими внутренними частями, так и между бассейнами соседних речных систем. Что же дальше?

Во-первых, продолжается углубление каналов стока пли русел, идущее при условии, что кинетической энергии. т. е. скорости и массы потока, хватает на то, чтобы бороздить русло влекомым обломочным материалом. Именно по этой причине углубление русел идет во всей системе неравномерно: речки разных порядков обладают разной водоносностью, часто зависящей просто от местных, как говорят локальных, географических условий, например от разной обращенности склонов долин по странам света и разного влияния солнечного нагрева, местных ветров и т. д. Поскольку параллельно происходит по понятной причине отступание верховьев долин вверх по течению, что особенно хорошо, почти непосредственно можно наблюдать при росте оврагов, между отдельными частями речной системы или разными соседними системами допустимо как бы соперничество и стремление к переделке уже осуществленного раздела территории. Так становится возможным и иногда действительно осуществляется в природе захват одних рек другими, обращение их долин в свою сторону, ведущее к тому, что отведенная в сторону своей агрессивной соседкой река уже не течет по своей старой долине ниже перехвата и этот отрезок долины отмирает, переходя в ранг «древней долины». Ниже по ее уклону жизнь последней обычно возобновляется за счет новых, хотя и меньших потоков.

Таким образом, в возникшей долинной системе всегда идет перестройка в плане, медленная или относительно быстрая. И все же мы нарисовали еще довольно искусственную картину, забыв о том, что разные реки и их притоки, врезаясь в земную поверхность и посильно создавая долинные углубления, имеют под собой не однородный по составу и строению, как говорят аморфный, грунт-субстрат, а геологическую основу всегда достаточно сложного строения, составленную разными по возрасту, происхождению, материалу, залеганию горными породами. Пока река не прорезала поверхностные покровные рыхлые отложения, углубление русла может идти относительно равномерно. А если нет? Тогда на своем нелегком пути река и растущая вместе с ней долина будут встречаться со все новыми условиями сопротивления, а иной раз (например, наличие крупных трещин) и содействия углублению и спрямлению русла. Твердость, хрупкость, растворимость, наличие в каждой горной породе или толще горных пород внутренних неоднородностей и разная способность делиться (дробиться) по разным направлениям — со всем этим река непрерывно встречается на своем пути. Все эти свойства горных пород могут быть и довольно однообразны, и очень изменчивы. Вот в чем еще причина разной глубины речных долин в одной и той же системе, разной скорости их развития, очень существенных различий в строении, местного изменения их направления и т. д. Вот одна из главных причин образования, например, таких мощных порогов, как днепровские или братские на Ангаре. Вот почему в плане многие долины имеют чётко видные контуры — расширения чередуются в них с сужениями, вот почему, наконец, участки быстрых течений (перекаты, шиверы сибирских рек) чередуются с отрезками замедленного течения.

Но и сказанного, оказывается, мало, чтобы понять хотя бы общую схему развития долинного, или эрозионного, рельефа. Не одни только текучие воды создают его, дао еще два (по крайней мере два) могучих, практически универсальных процесса — выветривание и денудация. Выветривание — превращение горных пород, ранее залегавших глубоко, а затем выведенных на земную поверхность, как правило твердых, монолитных, крепких, в рыхлые массы под влиянием действующих здесь сил — физических, химических и биологических. Эти силы сложно комбинируются и зависят прежде всего от климата. Физическое (температурное) выветривание идет интенсивнее в высоких широтах, химическое и биологическое — в низких. Их частный или совместный результат — изменение физических, химических и геологических свойств первоначальной породы, а прежде всего ее механическая дезинтеграция, дробление, измельчение, рыхлость, водопроницаемость, что обеспечивает вместе или порознь превращение материнских горных пород в удобоподвижную массу, способную или в сухом, или влажном, или, наконец, в водонасыщенном виде двигаться вниз по склону, подчиняясь силе тяжести и преодолевая внутреннее и внешнее трение. Но, сдвинувшись таким образом или же в процессе самого движения, выветрелые массы будут в прямом смысле слова обнажать лежащие глубже материнские породы, обеспечивая доступ к ним на все большую глубину тех же агентов выветривания — воды, воздуха, колебаний температуры, влияний организмов. Этот процесс — денудация (в прямом смысле — обнажение) — поистине универсален, причем имеет место на всех широтах и в наземных и в подводных условиях. Именно он работает на склонах долин, на стенках любого эрозионного вреза, работает тем быстрее, эффективнее, чем интенсивнее выветривание и круче склон. Но он же сам, этот процесс, снижая склон и делая его более пологим, постепенно тормозит самого себя. Разнообразие геологического строения местности, темп денудации, унос ее продуктов к подножиям склонов, скажем, во время паводков и наводнений, — ключ к объяснению той или иной формы, высоты и крутизны долинных склонов.

Казалось бы, на этом можно закончить описание схемы эрозионного процесса, создающего долинный рельеф. Да, нарисованная картина в общих чертах справедлива. Остаются, однако, нераскрытыми механизмы, создающие врезанные в коренные породы и свободно блуждающие излучины (меандры), причины преимущественной круп тизны в северном полушарии правых, а в южном — левых склонов долин, а также образование островов, кос, перемещение, всегда очень неравномерное, речных наносов вниз по течению, речные террасы, осложняющие формы склонов и многое, многое другое. Для подробного объяснения всех этих явлений и форм в долинном рельефе понадобилась бы отдельная книга для каждого. А общая их характеристика дана в любом учебнике геоморфологии, как, впрочем, и геологии. Поэтому добавим к нарисованной картине еще время, продолжительность действия тех или иных процессов, то, что называется историей рельефа и является вместе с тем историей речной сети.

И в долинах, и на междолинных пространствах во многих случаях мы можем столкнуться с формами рельефа, механизм образования которых не вписывается в приведенную картину, не имеет с ней ничего общего. Это, например, ледниковые валуны на водоразделах, эоловые формы на склонах и многое другое. Такие явления и формы в геоморфологическом ландшафте называются реликтовыми, и они на самом деле свидетельствуют о иных, непохожих на современные, климатических условиях, о силах, не имевших прямого отношения к образованию самих долин. Но они же служат верными показателями немалого возраста (т. е. продолжительности развития) рельефа.

Понятие об истории рельефа, о том, что им пережито немало изменений в геологическом прошлом, в наше время доступно каждому, ибо вся природа, все ее элементы, как и человечество, прошли долгий исторический путь, перед тем как приблизились к своему теперешнему состоянию. Такое представление в целом было не чуждо уже мыслителям древности. Но только в XIX в. идеи эволюции (вместо идеи внезапных превращений и катастроф) всего, что есть в природе, завоевали общее признание. Что касается рельефа земной поверхности со всем разнообразием его форм, то на смену представлений нептунистов (все неровности на земле созданы водами океана) или плутонистов (рельеф создан вулканическими силами) также явилась и заняла в науке свое прочное место идея историчности, эволюции рельефа. Ее носителями и создателями были Ч. Ляйелл, И. Д. Черский, В. В. Докучаев, В. Дэвис. И если первый, знаменитый английский геолог, видел в истории рельефа только медленные и в однообразном направлении накапливающиеся изменения, то остальные увидели в ней сложный, превратный путь, зависящий от многих переменных величин, путь качественных сдвигов и возможность выделения отдельных, глубоко отличных одна от другой стадий. Более того, оказалось вообще невозможным разобраться в происхождении и значении отдельных слагаемых долинной сети без знания ее истории.

История речных долин уходит в очень далекое прошлое, в доледниковое время, но как правило, образование их началось значительно раньше. На примерах Ангары или Лены мы можем говорить, что их долины были заложены несколько миллионов лет назад. При этом имеем в виду место и направление таких палеодолин. Глубина, местные изгибы, формы и крутизна склонов, количество и место притоков и т. д. — все это могло измениться самым существенным образом. Но вместе с тем в долинах рек, как правило, мы находим (и используем для городской застройки, что повелось с древнейших времен) речные террасы, то имеющие в своем основании коренной цоколь, сложенные древним иллювием. Каждая состоит из уступа и площадки. Первый сообщает нам о том, что в пору его образования река быстро углубляла свое ложе, что может быть объяснено увеличением размывающей силы потока — возрастанием массы воды, увеличением продольного наклона, зависящего от медленных и неравномерных, и по сейчас имеющих место почти повсюду, только с разным темпом движений земной коры и соответственных им деформаций земной поверхности. Таким образом, каждая терраса знаменует собой как бы некоторый цикл, пережитый долиной, а точнее, системой долин, входящих в единый речной бассейн. Изучая такие террасы, определяя их возраст по остаткам вымершей флоры и фауны, а для сравнительно молодых террас также и по стоянкам первобытного человека, зная последовательность всех этих образований, мы с большой надежностью можем восстановить историю каждого конкретного долинного рельефа.

Обратим внимание на то, что все долины как бы суживаются книзу. Является ли это законом их развития и не объясняется ли тем, что, углубляясь, речные русла и вмещающие их долины сталкиваются со все более крепкими, древними, не поддающимися легкому размыву породами? Нет, такое объяснение было бы наивно. На самом деле в рельефе долин сохраняются только те террасы, площадки которых оказались уже предыдущих, т. е, более старых. Если бы дело обстояло иначе, те старые, более узкие террасы были бы уничтожены. Но геолог или геоморфолог, изучающий террасы (например, с целью поисков на них россыпей ценных минералов — золота, алмазов и др.), не может ограничиться их наблюдением в каком-либо одном поперечнике долины. Он обязан сделать это вдоль всей долины или даже многих соседних долин. Тогда останется меньше пропусков и история данной речной сети будет выглядеть относительно полной. Конечно, и в этом случае в геоморфологической летописи могут остаться события неясные или не оставившие никаких следов в «биографии» долин. Но ведь и никакая другая летопись не бывает, пожалуй, абсолютно полной.

Вспомним теперь, что громадные пространства материков, за исключением тех, что заняты материковыми льдами или настоящими пустынями, — безраздельное царство долинного рельефа. В горах долины — это узкие, крутосклонные формы, местами с порогами и водопадами, на равнинах же это широчайшие, с низкими поло: ми склонами, плоские пространства с медленным течением извилистых рек, тех рек, из которых, по слов английского поэта Суинбэрна, самые усталые все: когда-нибудь достигают моря. Даже в самых сухих пустынях находится множество бывших деятельных дол) больших и малых, а под современными гигантскими ледяными покровами также погребены древние речные долины. В Финляндии, Канаде, у нас в Карелии таки долины существовали еще до ледникового периода, вате: были погребены льдами, а в современную эпоху поел таяния льдов снова живут и «работают», углубляя свои русла. Наконец, во многих частях океана на перегибе подводного континентального склона, спускающегося к подводным абиссальным равнинам, существуют и действуют, правда эпизодически, подводные каньоны, по которым время от времени, часто во время землетрясений устремляются и производят немалую эрозионную работу так называемые мутьевые потоки.

Так выглядят и сочетаются в своей бесконечной работе над преобразованием земной поверхности материков тесно связанные в одну великую неразрывную цепь три наиболее могущественные, Солнцем порожденные силы — выветривание, денудация и эрозия. Ими создана почти вся скульптура Земли, почти весь ее сложноприхотливый и вместе с тем вполне закономерно развивающийся рельефный орнамент.

До сих пор мы говорили о господствующем на суше непосредственно наблюдаемом долинном рельефе, имея в виду весь вертикальный интервал суши от уровня океана до высоких и высочайших гор, где главную роль играют движущиеся горные ледники, придающие особую суровость, но также и особое блистательное величие высокогорным пейзажам. Но и здесь, оказывается, снега и льды выполняют свою работу по разрушению и транспорту, а в области своего таяния — также и по отложению обломочного материала не где-нибудь, а в ранее, еще до оледенения гор, существовавших горных долинах. Эти, последние превратились затем в так называемые ледниковые долины, или троги, что произошло при радикальном изменении климатических условий, в частности и вероятно за счет сравнительно быстрых поднятий земной коры, которые являются главной причиной горообразования вообще. Так собственно долинный, эрозионный рельеф распространяется, хотя и в пассивном и, так сказать, ископаемом виде, и на область горных ледников.

Еще 20–30 лет тому назад почти все наши сведения 0 развитии рельефа Земли и отдельных, сколь угодно крупных его форм, об их происхождении относились преимущественно к суше. Но суша занимает, как отмечено выше, только 29,2 %, а Мировой океан — 70,8 % поверхности земного шара, и можно сказать, что почти вся Земля залита водой. Все реки так называемого внешнего стока прекращают свое существование, впадая в моря и океаны. Но та же судьба постигает и реки с внутренним стоком, каковы, например, Волга, Сырдарья и Амударья, Селенга, впадающие во внутриконтинентальные водоемы. Соответственно в устьях таких рек исчезают и вмещавшие их и порожденные ими долины. Недаром уровень океана для рек внешнего стока называют мировым базисом эрозии, т. е. таким уровнем, ниже которого наземная (субаэральная) эрозия идти не может. Аналогичным образом базис эрозии для Волги — уровень Каспийского моря, для Сырдарьи — уровень Аральского моря и т. д. Поэтому еще в конце прошлого — начале нынешнего века считалось, что дно Мирового океана имеет в общем спокойный равнинный рельеф, тем более ровный, чем удаленнее от берегов суши, а горы имеют там преимущественно вулканическое происхождение.

Научно-техническая революция буквально перевернула такие представления. Новые приемы исследования — непрерывное сейсмоакустическое профилирование, бурение, дистанционные снимки из космоса, подводное фотографирование, развернувшиеся особенно сейчас в больших масштабах, — показали, что рельеф дна океана если не сложнее, то и не проще материкового и что вместе с тем развитие донного рельефа идет иными путями, нежели на суше, и создает особые формы. Такие формы, разнообразные по очертаниям, размерам и происхождению, описаны во многих современных учебниках и специальных работах по морской геоморфологии и морской геологии, их продолжают изучать в натуре, делаются все новые открытия. Многое в этом отношении сделано советскими исследователями. Здесь мы только отметим, что на дне океанов и морей также идет неустанная, но более медленная работа по разрушению возвышенностей, с одной стороны, и накоплению осадков, их аккумуляции — с другой. Поскольку то и другое протекает в подводных, условиях, все зависит здесь от направления и скорости движения водных масс, а так как водонасыщение донных осадков предельно велико, то соответственно велика и их подвижность, осуществляемая даже при очень малых наклонах дна. При этом выяснилось, что весьма значительный объем осадков перемещается, как и на суше, по сравнительно узким линейным каналам — подводным долинам, или каньонам, либо составляющим подводное продолжение наземных долин, либо же вполне самостоятельным и не связанным с рельефом суши. Таким образом, и значительная часть акватории океанов оказывается оккупированной долинами или долинообразными формами рельефа и такие формы оказываются на земном шаре наиболее космополитными, не имеющими места, по-видимому, только на океанических абиссальных равнинах, хотя этот вопрос до конца неясен.

Обратимся еще раз к знакомой нам гипсографической кривой Земли, наглядно показывающей соотношение различных типичных частей ее поверхности по высоте и глубине. Как мало приходится, действительно, на долю суши! Как очевидна не только географическая, но и геоморфологическая и, как сейчас увидим, геологическая противоположность материков и океанов. В самом деле, ложе океана представляется чем-то вроде общей платформы, над которой возвышаются материки. В платформе есть щели — глубоководные желоба, занимающие мало места, по зато глубочайшие. Есть и обширные поднятия — срединно-океанические хребты. Материки же уходят своим основанием под уровень океана до глубины 4 км, образуя так называемый континентальный склон. Если принять во внимание всю выпуклость земной поверхности, опирающуюся на ложе океана с его глубинами до 3–4 тыс. м, то тогда соотношение их площадей будет примерно 1:1. Но можно ли считать принадлежащими материкам эти затопленные поверхности? Да, через посредство шельфа они геоморфологически прямо связаны с сушей, материковый же склон должен быть отнесен к материковым выпуклостям, а не к краям океанов на том основании, что здесь идут процессы, принципиально мало отличающиеся от тех, что протекают на суше (массовые движения пересыщенных водой осадков по уклонам рельефа, подводные оползни, осовы, мутьевые потоки движения масс по абиссальным долинам), но главным же образом потому, что материки вместе со своими шельфами и континентальными ступенями состоят из другого геологического материала, чем ложе океана. Они, как мы помним, представляют собой утолщения, раздувы земной коры и сложены сравнительно легкими горными породами, богатыми кремнекислотой, тогда как в океанах земная кора резко утонена и состоит из горных пород, более тяжелых, богатых железом и магнием, но относительно бедных кремнеземом. Различие в мощности, составе пород в земной коре материков и океанов настолько велико, оно играет в физике нашей планеты и во всех глубинных геологических процессах столь большую роль, что геологи, геофизики и геохимики принципиально выделяют земную кору двух типов — материкового и океанического. Считается, впрочем, что существует еще кора переходного типа, или субокеаническая. Считается также, что начавшийся на заре развития нашей планеты процесс превращения одного типа коры в другой продолжается и по сие время. Если же материковые массивы, как видно из гипсографической кривой, затоплены водами океана «по пояс», то это значит лишь, что объем вод в современном океане больше того, какой мог бы уместиться в собственно океанических впадинах на коре свойственного им типа. Кстати, здесь уместно остановиться на самом уровне Мирового океана.

Было ли в океане всегда, во все геологические времена, одно и то же количество воды? Определенно нет. В далеком архее или «доархее» пары воды, выделяясь из недр и охлаждаясь на поверхности планеты, положили только начало Мировому океану. С тех пор дегазация мантии, в том числе и «испарение» из нее воды, продолжается свыше 3,5 млрд, лет, и, кажется, можно считать, что количество воды во всех ее состояниях и соединениях постепенно возрастает.

Исключительно жадным потребителем воды является биосфера. В ходе геологического времени существенно менялся рельеф Земли, следовательно, менялись очертания и размеры емкостей — впадин, вмещавших в себя воды океана. Значит, должен был меняться и уровень океана, хотя мы и не можем ясно себе представить, относительно какого репера тогда, как и сейчас, можно было бы исчислять этот уровень. Ясно одно, что по отношению к суше этот уровень менялся. А единственно надежные данные на этот счет может дать только новейшее геологическое время, называемое четвертичным периодом, в течение которого то неоднократно происходило оледенение в высоких широтах и высоких уровней гор, то наступало потепление, или, как говорят, межледниковая эпоха. Сейчас мы точно внаем, что во время максимального оледенения из общего круговорота воды было изъято и законсервировано в виде материковых льдов столько влаги, что уровень Мирового океана должен был находиться примерно на 100 м ниже современного. Таяние материковых льдов по окончании последнего оледенения закончилось лишь 6–8 тыс. лет назад, остались только ледяные щиты Гренландии и Антарктиды. Значит, современный уровень Мирового океана возник еще при рождении первых великих цивилизаций. А десятки и тем более сотни тысячелетий назад, во время древних оледенений, географическая карта мира, т. е. очертания границ суши и моря, весьма существенно отличалась от современной. И только 6–8 тысячелетий на морских побережьях, там, где они сейчас находятся, идут разнообразные береговые процессы, связанные с разрушительным прибоем (абразией), волновыми и вдольбереговыми течениями, ростом коралловых рифов, приливами и отливами, формируются, разрушаясь и создаваясь на новой основе, современные морские берега. На них сталкиваются, отступая и наступая, и непрерывно взаимодействуют суша и вода, земная кора и гидросфера. В этом взаимодействии как посредники и постоянные «возмутители спокойствия» выступают ветры, особая роль которых в управлении береговыми процессами была известна и использовалась еще первыми мореплавателями, в частности финикийцами, 3–4 тыс. лет назад, а судя по новым археологическим открытиям в Сахаре и Азербайджане, даже 5–6 тыс. лет до нашей эры.

Мы уже противопоставили во многих отношениях материковые массивы, включая их залитые океаном окраины, ложу Мирового океана, но все же главная их противоположность заключается в том, что материки — область разрушения и сноса, а следовательно, их рельеф изменчивее, динамичнее. Напротив, область океанов характеризуется преимущественной аккумуляцией вещества и более консервативным, в общем случае очень медленно меняющимся рельефом. При этом материал, сносимый с материков и именуемый терригенным (от латинского «терра» — земля), осаждается преимущественно в подножиях материкового склона, тогда как на абиссальных равнинах идет лишь крайне медленное (оцениваемое менее чем 1 мм в тысячу лет) накопление так называемой красной глубоководной глины.

Дополнительные сложности в осадкообразование, как и в рельефообразование, морского дна вносит биосфера, о которой речь пойдет в конце книги. Но и ее разнообразные продукты, постройки и отбросы сосредоточены преимущественно по окраинам материков (коралловые и другие рифы, карбонатные и кремнистые органические осадки и пр.).

Ну, а кто же остальные скульпторы — творцы разнообразных форм земной поверхности рассматриваемого нами класса и как они взаимодействуют друг с другом? Кратко об этом уже говорилось. Все они — порождения легких сред — воды и воздуха, омывающих земную поверхность сверху и действующих в первую очередь за счет лучистой солнечной энергии. Все они так или иначе связаны с климатом, и некоторые ученые называют экзогенные рельефообразующие факторы просто климатическими. Так, материковые, горные и плавучие льды связаны либо с высокими широтами, либо с очень большими высотами, с их холодным климатом. Морские течения зависят от преобладающих ветров устойчивого направления и от вращения Земли, а также от приливов — отливов. Разнообразные мерзлотные процессы и связанные с ними деформации грунтов также находятся в связи с суровым климатом высоких широт и больших высот. Эоловые, ветровые процессы господствуют только в полупустынях и пустынях, которые сами по себе явления также климатические.

Но ведь то же самое мы говорили, рассматривая «скульптурные» возможности массового, сплошного выветривания и массовой площадной денудации, как и денудации частных форм рельефа — отдельных склонов и, наконец, эрозии, требующей в качестве необходимого условия избытка поверхностной влаги, его стока. Правда, особое место занимает в «сообществе» «скульпторов» рельефа карст, т. е. растворение поверхностными водами податливых в этом отношении горных пород — известняков, доломитов, гипсов и т. д. Но и карст тоже требует более или менее равномерного поступления воды на поверхность и в глубь легко растворимых толщ горных пород, значит, прямо зависит от определенных климатических условий. Здесь надо сказать и о другом. Климат определяет лишь выбор и господство того или иного «скульптора». С трудом, медленно, но все-таки верно некоторые экзогенные процессы протекают и в неблагоприятствующих им климатических условиях. Так, карстовые явления могут встретиться и «работать на рельеф» в пустынях, в области многолетнемерзлых грунтов и горных пород. Эоловые процессы — выдувание и надувание — имеют место, правда, в ограниченном объеме, всюду там, где дуют сильные устойчивые ветры, а в их распоряжении имеются достаточные массы сухого песка или ныли. Но может случиться, что, находя типичные формы рельефа, в происхождении которых за счет того или иного «скульптора» нельзя сомневаться, мы вместе с тем видим, что современная климатическая обстановка просто исключает активность такого «скульптора». Так, мы иногда находим типичные формы рельефа, созданные ледниками, на горах, где сейчас нет и не может быть горного оледенения. Тогда они — реликты прошлого, создание иных климатических условий. Чтобы доказать это совершенно бесспорно, нужно, впрочем, знать точно, как образуются формы горного оледенения, сопоставить их с теми, что найдены, так сказать, в иных,не подходящих им климатических условиях, сравнить скульптуру тех и других и тогда уже сделать определенный вывод.

Кто же из «скульпторов» экзогенного класса самый могущественный? На такой вопрос трудно ответить. Как изменчив от места к месту климат Земли, изменчивы и наборы климатических рельефообразующих факторов. И все же самый мощный из них — выветривание, разрушение сплошности, разрыхление горных пород и минералов, параллельное или последующее изменение их химического состава. «Триада», включающая в себя физическое, химическое и биологическое выветривание, действует в разных климатических зонах Земли, применяя разные сочетания. Эта картина крайне сложна и изменчива и во времени, и в пространстве. То же самое следует сказать о денудации, которая как бы отталкивается от выветривания и транспортирует его продукты с высоких уровней на более низкие. Выветривание и денудация идут по-разному и разными темпами в полярных условиях, на высокогорьях, в умеренном и тропическом климате, в пустынях и богатых влагой странах, на берегах морей и на их дне. идут повсюду — всегда завершая на дальнем конце своего конвейера доставку очередной порции материала выветривания в динамически относительно спокойную зону их накопления и тем самым нового, так сказать вторичного, породообразования.

Рельефообразующая роль эрозии зависит от денудации самым прямым образом. Она создает долинный рельеф. И мы находим его в любых широтах и высотах. Даже мощный карст не может вполне воспрепятствовать на значительной площади вездесущему долинообразованию, даже в пустынях, самых сухих и жарких, таких, как Сахара в Африке, Атакама в Южной Америке, мы находим и следы действия временных потоков, и следы прежде деятельных, теперь ставших реликтовыми речных долин. Как уже говорилось, в морях и океанах на материковом склоне нередки подводные каньоны, созданные мутьевыми потоками (в материковых водоемах эти замечательные образования, если не считать просто затопленных устьев долин, известны пока только в глубочайшем пресном водоеме — в Байкале).

Если суша в целом — арена размыва и свойственного этому широко понимаемому процессу рельефа, то 2/3 поверхности всей Земли — площадь Мирового океана с присущими ему формами рельефа — арена накопления осадков. На суше накопление осадков идет хотя и очень быстро, но сами накопления не столь долговечны (в масштабе геологического времени), как в океане.

Из самых мощных рельефообразующих процессов можно, наконец, назвать береговые (вспомним о грандиозности суммарной длины береговых линий водоемов Земли!), где в разных сочетаниях, но всегда имеют место работа волн, течений, накопление и размыв осадков.

Мы нарисовали очень общую и потому поневоле схематическую картину воздействия современных внешних геоморфологических процессов на земную поверхность. Совсем вскользь мы коснулись таких мощных факторов, как движущиеся льды в высоких горах, как многолетняя мерзлота, создающая вполне специфические формы рельефа, как эоловые (ветровые) процессы, как растворение поверхностными и подземными водами горных пород, т. е. явления карста и создаваемого им карстового рельефа, склоновых процессов, многообразных, также лишь попутно упомянутых процессов разрушения и созидания, связанных с биосферой, и ничего не сказали о многом другом, что входит в работу экзогенных процессов и в результаты этой работы. Впрочем, многое из этого известно читателю. Лучше, на наш взгляд, еще раз подчеркнуть, что все великое разнообразие воздействий этих процессов на земную кору, вся возможность производимой ими гигантской работы по породо- и формообразованию, обусловленная энергией Солнца, и создает тот полный прекраснейших форм, красок и звуков окружающий нас мир, наш собственный, единственный и ничем другим не» заменимый дом человека в космосе.

Нам предстоит теперь кратко рассмотреть сущность другой группы «скульпторов» рельефа — эндогенных процессов, иначе эта глава не соответствовала бы своему названию. Обычно такие процессы описываются раньше экзогенных, что, видимо, удобнее для восприятия студентами. Есть в том и известная логика: эндогенные, внутренние процессы отражают собственно земную жизнь, это глубоко «личные», свои, не навязанные извне явления. Но для принятого в этой книге представления о двух полноправных путях потока массы — энергии, восходящего и нисходящего, и главным образом об их влиянии на формы земной поверхности порядок рассмотрения тех или других процессов не имеет большого значения.

Давайте представим себе для начала, к чему бы пришла наша Земля, если бы эндогенные процессы не работали столь же непрерывно, как экзогенные, если бы по' какой-то вполне, впрочем, немыслимой причине они полностью затухли? Такая воображаемая ситуация парализовала бы все взаимодействие глубоких геосфер и обрекла бы земную кору на полную зависимость от Солнца. Земная поверхность продолжала бы изменяться, подчиняясь единственной силе земного тяготения. Выветривание, денудация, эрозия, абразия и все прочие экзогенные процессы приобрели бы одно общее направление — выравнивание суши, повсеместное снижение высот, образование предельной равнины (пенеплена), но при этом сами эти процессы автоматически бы замедлялись, так как их работа, как мы уже видели, связана в очень большой мере с геоморфологическими контрастами. Выравнивание распространилось бы и на окраины материков, на спрямление береговых линий, обмеление заливов и бухт. Поскольку циркуляция атмосферы продолжалась, продолжался бы и влагообмен в океанах и на суше, но в целом из-за выравнивания материков и обмеления внутренних морей, разрушения вулканических островов, выдвижения речных дельт и т. д., главное же — из-за уничтожения гор и высоких плато климат и отдельных географических поясов, и Земли в целом изменился бы, стал бы менее контрастным, причем наступило бы общее похолодание из-за понижения парникового эффекта. При отсутствии запыления атмосферы вулканической пылью, что делало бы атмосферу, казалось бы, более прозрачной, стало бы быстро уменьшаться содержание в ней углекислого газа, который, напротив, свободно пропуская, подобно обыкновенному стеклу, тепловые излучения, препятствует их потере. Сказалось бы в какой-то мере и охлаждение Земли из-за исчезновения глубинного теплового потока. Все последствия такой воображаемой ситуации невозможно предвидеть, но несомненно, что и в самой биосфере, обители жизни на Земле, должны были бы наступить глубокие и очень быстрые необратимые изменения.

Перейдем к рассмотрению эндогенных процессов, источник которых — внутренняя энергия Земли. Преимущественно ими и занимается геология наших дней, стремящаяся понять явления, протекающие в недрах земной коры и в более глубоких геосферах. Геоморфология также уделяет им много внимания, но, как говорилось выше, под другим углом зрения — их влиянию на создание и развитие форм земной поверхности.

Эндогенные процессы — это движения земной коры и соответственно ее деформации, перемещение вверх, в область меньших давлений, разогретого корового и подкорового вещества. В своих крайних, достигающих земной поверхности проявлениях движения земной коры приводят к поднятиям, опусканиям или горизонтальным перемещениям, как правило, крупных частей земной коры. Обычно эти движения очень медленные, измеряемые миллиметрами, реже сантиметрами в год и, естественно, улавливаемые только при помощи специальной аппаратуры. Но есть и такие движения, знакомые людям с незапамятных времен, которые очень резки, кратковременны, приводят к практически мгновенным деформациям земной поверхности. Это землетрясения. Их очаги обычно находятся в земной коре, т. е. в пределах глубин до 60–70 км. Изучением землетрясений занимаются геологи и физики специального профиля — сейсмологи. К сожалению, механизм очагов землетрясений до сих пор неясен, несмотря на многие остроумные модели, придуманные для этой цели. Из всех стихийных бедствий в течение обозримой истории землетрясения причиняли наибольший ущерб и, уносили наибольшее число человеческих жизней.

Особую роль в создании рельефа Земли играют магматические процессы, связанные с перемещением в земной коре жидких и полужидких продуктов расплава, что непосредственно связано с выносом глубинного тепла и представляет собой наиболее конкретное проявление восходящего потока массы — энергии. При извержениях вулканов эти процессы достигают земной поверхности, тогда на ней разыгрываются не менее, чем при землетрясениях, драматические события. Иногда извержения протекают сравнительно спокойно, длительно, что дает возможность их всестороннего изучения даже в непосредственной близости от выходов горячих вулканических продуктов ид поверхность.

Остановимся вначале на землетрясениях, с которыми имеет дело большее число людей нашей планеты, которые происходят гораздо чаще, чем, например, вулканические извержения, происходят и там, где нет действующих или недавно потухших вулканов, и которые, наконец, составляют самый грозный стихийный бич человечества, особенно в некоторых странах.

Подсчитано, что землетрясения, ощущаемые человеком, происходят на Земле многие тысячи раз в течение года. Сильные землетрясения случаются ежегодно. Катастрофические или, как их еще называют, мировые землетрясения, как показывает опыт человеческой истории, бывают на Земле несколько раз в столетие. Образно говоря, наша планета, по существу, непрерывно трепещет, и на фоне хронической лихорадки иногда случаются: припадки сильнейших судорог. Пожалуй, никакие другие эндогенные явления не свидетельствуют с такой убедительностью и наглядностью о том, что геологическая жизнь Земли идет в современную эпоху полным ходом, что растрачивание внутренней энергии нашей планеты еще безмерно далеко от полного истощения или от такого состояния, в каком находится наша соседка Луна. Это первое очень важное замечание, и оно показывает, что землетрясения, участвующие, как мы увидим ниже, и в самом горообразовании, являются — и будут — постоянно действующим фактором рельефообразования в масштабах всей планеты.

Вторая установленная закономерность — наличие на Земле сейсмичных и асейсмичных областей, т. е. таких, в которых землетрясения происходят относительно часто и достигают большой силы, и таких, где они вообще не имели места по историческим сведениям или случались очень редко и были слабыми.

Третья закономерность: места землетрясений (их называют эпицентрами, или эпицентральными зонами) расположены на земном шаре не беспорядочно, а образуют целые пояса огромного протяжения — многие тысячи километров. Такие пояса более или менее точно совпадают с поясами современного, или геологически новейшего, горообразования, с цепями действующих или недавно потухших вулканов. Многие подобные пояса тянутся по периферии океанов, т. е. в зонах перехода океанов в сушу, что указывает со всей очевидностью на то, что на таких явно неустойчивых границах стыкуются геологически действительно разнородные части земной коры. Существуют мощные сейсмические пояса и на континентах. К ним относится Трансазиатский сейсмический пояс с его ветвями на территории СССР — Средне-Азиатской и Байкальской.

Что же такое землетрясение? Вопрос этот может показаться странным. Ведь мы иногда ощущаем, обычно с чувством тревоги, подземные толчки, бываем свидетелями производимых ими разрушений, существуют чувствительнейшие приборы — сейсмографы, записывающие сложную картину движения упругих сейсмических волн, возбуждаемых в Земле очагами землетрясений. Мы знаем, что эти волны имеют разную физическую природу, разные скорости, причем меняющиеся по мере того, как они проходят через глубочайшие недра планеты. Именно они несут энергию землетрясений, превращаемую на земной поверхности в разрушительную работу. Записи сейсмографов, расположенных по всему земному шару, позволяют как бы контролировать, определять положение их очагов. Эти записи — исходный, исключительно ценный материал для анализа землетрясений физиками-сейсмологами. Существуют международный обмен информациями о землетрясениях, Международный сейсмический бюллетень, отдельные сейсмические службы в отдельных странах и сети станций даже в отдельных сейсмических областях одной страны. Путем статистики выявлены наиболее опасные зоны, а в странах, где не было такой статистики за длительный исторический срок, для этой цели привлекаются геологические, геоморфологические и другие методы. Прогноз места, силы и времени сильных землетрясений объявлен одной из главных задач современной науки в Советском Союзе и во многих других странах. И все же…

Если можно с большой вероятностью судить о место будущего сильного землетрясения и о его интенсивности (балльности), то время наступления сильного землетрясения все еще хранится Землей как одна из ее самых сокровенных тайн. Мы узнаём, на каких глубинах находятся очаги землетрясений (большинство их расположено в земной коре в интервале глубин от 12–15 до 50–60 км), но есть, особенно по краям континентов, так называемые глубокофокусные землетрясения, очаги которых лежат на глубинах в сотни километров. Что же представляет собой сам очаг, мы пока не знаем. В общем физически — это некоторый объем быстрой деформации в земной коре, где разряжается энергия предварительно накопившихся механических напряжений. Предложены различные физико-геологические модели таких деформаций — возбудителей упругих сейсмических волн. По существу это и все. Причин длительности, места накопления и разрядки в земной коре сейсмических напряжений наука пока не знает. Предположения, конечно, имеются, но они все еще далеки от хотя бы относительно точного знания.

Существует разделение (классификация) землетрясений по их магнитудам, т. е. по энергии, выделенной очагом и измеряемой в логарифмической шкале, по энергетическим классам, по интенсивности (балльности). В СССР действует для этой цели международная шкала MSK-64 —от 1 до 12 баллов. Сейсмические упругие волны разделяются на три крупных класса: продольные, самые быстрые (свыше 7 км/с в земной коре), в которых волновые колебания происходят вдоль луча их распространения, как, например, у звуковых волн; поперечные со скоростями в верхах коры до 4 км/с; поверхностные волны, расходящиеся от эпицентра землетрясения в стороны по земной поверхности подобно волнам, расходящимся по воде от места падения камня (весьма разрушительные). На различии в их скоростях как между собой, так и на различных глубинах Земли, вплоть до ее ядра, на их способности, как всяких других волн, преломляться и отражаться основана вся та громадная информация о глубочайшем строении недр, которую несет каждое землетрясение. Геофизики с помощью взрывных устройств вызывают искусственные землетрясения. На них основана разведка глубоко залегающих месторождений полезных ископаемых.

Этих сведений нам достаточно, чтобы представить себе землетрясения как «соучастников» в создании форм земной поверхности. Напомним здесь, что речь идет о естественном формообразовании, о том, что создает «равнодушная природа» безотносительно к нуждам и тревогам человека. Поэтому в разрушительную работу землетрясений на земной поверхности всегда входит и созидательная: ими создаются новые формы рельефа или же видоизменяются старые, которые в этом смысле также становятся новыми.

Истории известны землетрясения колоссальной силы (11- и 12-балльные), и немало их произошло в нашем столетии. Но память человечества сохранила в преданиях и легендах явления еще более ужасные. Например, полагают, что гибель Атлантиды была результатом одного или многих сильнейших землетрясений. Подобная же участь постигла, как «божья кара», библейские города Содом и Гоморру в Палестине, когда образовалось будто бы и Мертвое море. Почти у всех народов сохранилась легенда о великом и даже всемирном потопе, и очень вероятно, что это воспоминание не просто о громадных наводнениях, но и опусканиях крупных площадей суши, тем более что первые цивилизации возникали на приморских низменностях, как, например, государство шумеров в Двуречье. Но не стоит и уходить так далеко в глубь времен: некоторые приморские города или их части гибли, смываясь морскими водами, при подводных «моретрясениях» и образовании гигантских волн цунами совсем недавно. Такова была судьба Лиссабона в 1755 г., Северо-Курильска в 1952 г.

История городов, погибших прямо или косвенно от землетрясений, могла бы составить много томов. Нас же сейчас интересует то, что происходит при землетрясениях с самой земной поверхностью. Прежде всего, это образование трещин, одиночных или многочисленных, возникающих уже при толчках в 7–8 баллов. Их длина, возможность смещения по ним целых блоков грунта или даже блоков коренных пород зависят от силы землетрясений, а их направление, если трещина разрыва очень велика, — и от геологического строения местности. Так, при Калифорнийском землетрясении 1906 г. трещина со сдвигом вдоль побережья Тихого океана достигла длины 600 км, при Хангайском землетрясении 1805 г. в Монголии — 350 км, при Гоби-Алтайском землетрясении 1957 г., тоже в Монголии, — 270 км. Цифры, что говорить, внушительные. Во всех этих и во множестве других случаев гигантские трещины не что иное, как обновление старых, еще не совсем «залеченных» и остающихся «расслабленными» разломов в земной коре. Кроме простых зияющих трещин, или раздвигов, при этом нередко образуются сдвиги или сбросы оказавшихся на их пути частей рельефа. Другая деформация, возникающая при очень сильных землетрясениях, — образование целых крупных провалов и буквально «идущие» в момент землетрясения волны земной поверхности, часть которых может потом и «застыть», сохраниться в виде остаточных деформаций. При сильнейших землетрясениях также происходят относительно плавные опускания или поднятия земной поверхности. При повторных, производимых после сильных землетрясений геодезических измерениях нередко оказывается, что и высота отдельных пунктов местности, и их расположение одного относительно другого существенно изменились. В 1869 г. на Байкале при 10-балльном землетрясении в течение одной ночи опустилась на глубину в несколько метров площадь до 200 км² в устье р. Селенги. В 1923 г. во время печально знаменитого, унесшего массу жертв Иокогамского (Токийского) землетрясения в Японии глубины залива Сагами во многих местах увеличились на 50 м.

Известны расколы и даже срывы со своего основания небольших одиночных вершин, практически мгновенное образование естественных плотин и многие другие подобные явления, масштаб которых зависит от силы землетрясения, геологического строения уже существовавшего рельефа местности. Но все это лишь те деформации, создаваемые землетрясениями, которые прямо связаны с мгновенными ускорениями точек земной поверхности. Не менее, а порой даже более важно другое: движение поверхностных масс, бывших и до землетрясения не очень устойчивыми (например, скалы, нависшие над дном долин, рыхлые породы Склонов, отягощенные дождевыми или подземными водами, подрезанные рекой, прибоем или какой-либо другой силой склоны, легко образующие оползни и т. Д-), но испытавших в момент толчка сильное встряхивание. Так образуются горные обвалы, сбросо-обвалы, оползни, сплывы, могущие подпрудить реки, образовать озера. Замечено образование фонтанов воды, песка, грязи прямо из-под земли, исчезновение прежних и образование новых выходов подземных вод. Английский исследователь Р. Вуд недавно сообщил, что дамба, образовавшаяся при падении в р. Инд западной части горы Нангапарбат при землетрясении конца 1840 — начала 1841 г., достигала 300-метровой высоты. Вскоре она была прорвана, и стеной воды на 200 км ниже по течению была смыта почти стотысячная сикхская армия.

Особое явление — волны цунами, возникающие в случае, когда эпицентр землетрясения оказывается на дне морском и это дно испытывает сильнейшие деформации. Скорость морских волн этого типа огромна, высота не очень велика, но, накатываясь на побережье, цунами Создает словно движущуюся водяную стену и обрушивается на берег с ужасающей силой. Высота заплеска таких волн может достигать десятков и даже сотен метров, а разрушения самих берегов при этом трудно себе даже представить.

Землетрясения, как уже говорилось, составляют бич одних стран или местностей и почти не проявляются в ощутимых размерах в других. Как эндогенный геологический и геоморфологический фактор, они связаны с особенно «активными» частями нашей планеты. Чаще всего на такую активность указывает сам рельеф, например, области перехода уступов молодых гор в окаймляющие их низины или впадины. Или же землетрясения составляют нередкое явление внутри горных стран, но обычно там, где рельеф особенно контрастен. Случаются сильные землетрясения порой в местностях слабо или совсем негористых, например толчки 1920 г. на Лёссовой равнине Китая или толчок 1895 г. в районе Красноводска. Можно думать, что в подобных случаях это предвестники будущих перестроек земной коры и, следовательно, также и горообразования.

Человек воспринимает сильное землетрясение, естественно, как одно из величайших бедствий. Для природы и, в частности, для развития рельефа Земли все это лишь частные случаи, еле заметные эпизоды. Только их сумма, только их результаты, накопившиеся в течение тысячелетий, сотен тысячелетий, миллионов лет, да при том еще при однообразно направленном действии (например, множество отдельных эпизодов подъема местности за огромный промежуток времени), существенно влияют на развитие рельефа Земля. Нельзя забывать, что изменения, внесенные в формы земной поверхности даже очень сильными подземными толчками, со временем могут быть сглажены и даже полностью уничтожены экзогенными процессами. А в этом отношении в природе царит полное полноправие. Любой процесс, эндо- или экзогенный, как и результат его действия, может быть преодолен, стерт другим или другими процессами, действующими, так сказать, навстречу. В этом смысле только интегрирование, как, впрочем, и дифференцирование всевозможных воздействий на земную поверхность, как снизу, так и сверху, их осреднение поясняют нам современную ее картину.

Мгновенное изменение рельефа при сильном землетрясении

А — до 11-балльного землетрясения 4 декабря 1957 г. в Гобийском Алтае; Б — после землетрясения.

Зарисовка Б. Хаптагова (А — по данным точной топографической основы, Б — по фотографии)

Землетрясения, столь часто происходящий на Земле, ощущаемые людьми или непосредственно, когда интенсивность толчков равна или превосходит 3 балла, или регистрируемые с помощью высокочувствительных самописцев — сейсмографов, современные нам или бывшие в истории человечества и сохранившиеся в его памяти, — все это явления, стоящие близко к тектонике земной коры, более того, выражающие ее наиболее эффектные поверхностные импульсы.

Самым могущественным, хотя и подспудно, в большинстве случаев неуловимо для человеческого глаза действующим рельефообразующим фактором является, безусловно, тектоника земной коры, о которой уже немало говорилось в предыдущих главах. Напомним, что этот раздел геологии, иногда выделяемый в самостоятельную научную дисциплину, рассматривает движения земной коры, возникающие в связи с этими движениями деформации и образуемые последними структуры земной коры, от крупнейших до малых и самых малых. Занимаясь динамикой Земли, тектоника изучает и силы, создающие такие движения и такие деформации. Силы эти имеют планетарный масштаб, но их действие проявляется неравномерно в геологическом времени и неравномерно на земном шаре. Имея дело с динамикой и энергетикой Земли, тектоника, естественно, тесно связана с геофизикой, достижения которой приобретают в наше время все большее значение и растущее влияние также и на геологию в целом.

Диапазон геологических явлений, изучаемых тектоникой, очень велик. В ее компетенцию входят остаточные, так сказать застывшие, деформации геологических тел, происходившие во все времена геологической истории — от древнейших до совсем недавних и даже современных. Предметом внимания тектоники служат также структуры земной коры любого масштаба — от тех, что соизмеримы с площадями и поперечниками материков, до мелких складок земных слоев и их разрывов, нередко наблюдаемых даже в небольших выходах горных пород на дневную поверхность.

Понятно, что деформации земной коры так или иначе, во многих случаях непосредственно проявляются в деформациях ее поверхности. Это они поднимают сушу над морем, горные плато — над равнинами, горные сооружения — над окружающими пространствами с относительно низким и «спокойным» рельефом. Все основные черты рельефа Земли, имеющие планетарный масштаб, созданы, таким образом, тектоникой. Академик И. П. Герасимов предложил называть эти черты геотектурами, а составляющие их тектонические формы рельефа Земли меньшего размера — морфоструктурами. Эти термины и понятия, особенно вторые, широко применяются в научном языке советских географов, геологов и геоморфологов.

Тектоника действительно главный фактор в происхождении рельефа Земли: горные системы и страны в своей основе образованы интенсивно, часто многократно деформированными (дислоцированными) телами горных пород, слои собраны в складки, разбиты на крупные и мелкие блоки, тогда как страны с плоским, равнинным или платообразным рельефом сложены, во всяком случае снаружи, слоями, лежащими горизонтально или с небольшими наклонами. Конкретное изучение деформаций, или дислокаций, горных пород — область так называемой структурной геологии, которая может считаться также частью тектоники. Но вот вторая часть тектоники, называемая обычно геотектоникой, занимается наиболее общими вопросами: энергетикой Земли, происхождением действующих в земной коре сил, их направлением и распределением, историей их действия на протяжении всей геологической истории, их режимами, их связями с глубинными геосферами и т. д.

Как говорилось выше, в настоящее время широкое распространение среди геологов имеет теория литосферных плит, в которой главная роль отводится горизонтальным (тангенциальным) силам и соответственно движениям земной коры. Считается, что движения литосферных плит, захватывающих не только земную кору, но и верхние слои мантии, как определяют собой распределение материков и океанов, так и объясняют происхождение тех и других. Касаясь этих вопросов выше, пришлось особо отметить, что в происхождении рельефа Земли, отдельных материков и отдельных стран необходимо прежде всего иметь в виду вертикальную составляющую тектонических движений, какова бы ни была их природа. Такие движения, если исключить землетрясения как особый тип импульсивных тектонических движений, протекают обычно медленно (миллиметры, редко первые сантиметры в год), ритмичны и иногда имеют колебательный характер, т. е. неоднократно меняют свой знак.

Итак, среди «скульпторов» земной поверхности тектонические движения играют в современную эпоху, как играли и в геологическом прошлом, ведущую роль. Выяснено, что в создании современного рельефа Земли первостепенное значение имели тектонические движения, протекавшие с конца палеогена или начала неогена, т. е. 25–30 млн. лет назад, и доныне; Их принято обозначать как новейшие движения, или как новейшую тектонику. Знаменитый русский геолог В. А. Обручев первый обосновал выделение таких явлений, назвав их неотектоникой. Мы еще вернемся к этим вопросам в разделе «Жизнь гор». Ну, а что представляет собой с той же точки зрения вулканизм, о котором выше было сказано, как едва ли не о самом могущественном эндогенном процессе?

В обычном смысле вулканизм — это перемещение горячих, расплавленных масс, жидких или вязких, а также огромных количеств газов из нижних частей земной коры или из верхов мантии к поверхности Земли. При вулканических извержениях мы непосредственно наблюдаем такое перемещение, спокойное или бурное — вплоть до катастрофических взрывов. Само движение горячих масс вверх обусловлено разницей давлений в недрах и близ земной поверхности. Потоки перегретого вещества поднимаются, естественно, вверх. Но пути этих движений не так просты. Глубинные тепловые «неоднородности» могут создавать и, несомненно, на самом деле создают и близгоризонтальные течения, горячие потоки не только всплывают, но и разливаются. И трудно сомневаться в том, что если различные тепловые режимы в недрах непостоянны, то непостоянны и вызванные ими напряжения в земной коре — относительно тонкой, твердой и хрупкой оболочки нашей Земли. Таким образом, получается, что все явления тектоники вплоть до предполагаемых горизонтальных перемещений литосферных плит — порождение вулканизма (магматизма) в самом широком смысле слова. Иными словами, тектонические движения и деформации земной коры как бы подчинены вулканизму (магматизму), представляя его следствия. Землетрясения, в свою очередь, подчинены невидимым, на глубине идущим тектоническим процессам. Но нас интересует здесь i не весь магматизм, играющий определяющую роль в «физиологии» Земли, а вулканизм в прямом смысле слова как рельефообразующий фактор, как вынос энергии — массы Земли прямо на ее поверхность.

Вулканизму посильно, что называется, решение любых геоморфологических задач: создание гор, в том числе высоких и высочайших; создание равнин особого класса и различного масштаба; разрушение ранее созданного рельефа самого разнообразного происхождения; внесение специфических черт в денудационный рельеф с сохранением в нем «мертвых», но непохожих на другие неровностей рельефа, например некков — выделенных экзогенной препарировкой (т. е. выветриванием) жерловых частей, этих своеобразных «мумий» прежних величественных вулканов. Как видим, в геоморфологическом отношении вулканизм может делать все. Но в преобразовании земной поверхности за счет вулканических извержений надо указать еще одну черту — способность вносить такие преобразования и постепенно, путем спокойного излияния лав отдельными порциями, и катастрофически, практически мгновенно. Наконец, вулканизму принадлежит среди всех геоморфологических процессов первенство и в историческом плане, так как для самых ранних этапов истории Земли мы можем вообразить себе создание на первичной земной коре только двух типов рельефа — вулканического и метеоритных кратеров.

Как ни универсален, как ни могуществен вулканизм как «скульптор» земной поверхности, он работает то крайне интенсивно, то с перерывами, когда вулканические извержения в истории Земли как бы замирают или ограничиваются небольшими участками. Такова современная эпоха, начало которой совпадает с концом ледникового периода (около 10 тысячелетий назад). Возьмем для примера Советский Союз. При громадной его территории действующие вулканы имеются только на Курило-Камчатской гряде, где их насчитывается 68. На остальной территории СССР имеются потухшие вулканы на Кавказе в Средней Азии, в Восточной Сибири, но все они играют в современном рельефе очень скромную роль.

Уже говорилось, что вулканы во всей своей массе (на Земле насчитывается до 600 действующих вулканов на суше, на дне океана их, конечно, больше) имеют капризный нрав и в течение своей, в общем-то недолгой активной жизни, исчисляемой, как правило, тысячелетиями или немногими десятками тысячелетий, ведут себя очень неровно. Достигнув предельного «роста», когда колонна лавы уже не может подниматься выше (здесь действует ее собственный вес и прочность тела вулкана), вулкан начинает извергаться по боковым, ниже расположенным каналам. Такова Ключевская сопка — величайший действующий вулкан в СССР. Со временем может измениться и характер извержений, и состав извергаемых продуктов — лав, бомб, лапилли (камешки — итал.), пеплов, газов, термальных вод.

Каково же прямое воздействие вулканических извержений на рельеф? Прежде всего оно заключается в том, что, поднимаясь из недр, вулканический материал образует свои собственные нагромождения, строится «из самого себя». При одноактном извержении образуется сравнительно простая форма рельефа. При многоактных — более крупная и сложная, но всегда приближающаяся к конусу, если вулканический материал достаточно жидкий и не распылен при газовых взрывах в тонкий пепел. Самое же главное, что позволяет отличать друг от друга свежеобразованные формы вулканического рельефа, — химический и физический состав извергаемого материала, обилие или бедность вулканических газов. Именно это определяет поведение вулканов, умеренность или буйство их темперамента.

С чисто морфологической стороны среди вулканических построек выделяются: одиночные и групповые шлаковые конусы обычно небольших размеров; отдельные или «наслоенные» друг на друга потоки или покровы лав, связанные с излияниями из одного или многих вулканических центров и своей формой зависящие от неровностей рельефа, предшествовавшего излияниям; так называемые экструзивные купола (результат выжимания и затвердевания очень вязкой лавы), образующие резкоочерченные и крутосклонные формы, напоминающие пики, обелиски, купола; пологие лавовые вулканы, часто грандиозных размеров, вроде тех, что составляют и подводные и надводные части Гавайских островов; стратовулканы (или слоистые вулканы), состоящие из переслаивания лав, пемз, шлаков многократных излияний. Это крупнейшие и красивейшие вулканы суши, такие, как Ключевская сопка, Фудзияма и многие другие; лавовые равнины и лавовые плато, часто с очень ровной поверхностью; холмистые равнины исключительно мощных направленных вулканических взрывов. Эти последние сложены толщей в десятки метров взрывных отложений, состоящих из обломков старой постройки, а также свежего глубинного материала, который, обрушиваясь на существовавший перед этим рельеф, погребает его под собой. Другая разновидность подобных равнин, образующихся практически мгновенно, сложена пирокластическими потоками.

На территории СССР советские вулканологи впервые наблюдали такие явления при гигантских извержениях — взрывах камчатских вулканов Безымянного и Шивелуча соответственно в 1956 и 1964 гг. При этом и сами вулканы были преобразованы в считанные секунды. На вулкане Безымянном образовался открытый на юго-восток грандиозный кратер шириной около 2,5 км и глубиной 500–600 м. При уничтожении вершинной части вулкана высота его уменьшилась на 300 м, а общее понижение местности составило 800 м. Что касается Шивелуча, то двумя последовательными взрывами также был образован огромный кратер, а местность опустилась на 400–500 м.

Возникшие за счет взрывного материала вулканические равнины имеют очень своеобразные рельеф и микрорельеф. Тот и другой хорошо изучены. Могут подумать, что подобные преобразования земной поверхности хотя и грандиозны, но редки и их общая доля в процессе рельефообразования не столь велика. Это не так. Немногим более чем за последние сто лет (с геологической точки зрения, ничтожный промежуток времени) подобные камчатским гигантские вулканические взрывы произошли в Японии (вулкан Бандайсан, 1888 г.), в Зондском проливе (вулкан Кракатау, 1883 г.), на Антильских островах (вулкан Мон-Пеле, 1902 г.), на Аляске (вулкан Катмаи, 1912 г.), в США (вулкан Лассен-Пик, 1914 г.).

Ряд Камчатских вулканов (слева направо): Корякская, Авачинская и Козельская сопки

Рисунок Г. Ф. Уфимцева по фотографии

Вулканы, в деятельности которых разрушительные взрывы (хотя и созидающие в стороне новые формы рельефа путем накопления извергнутого материала) играют меньшую роль, растут быстро и также меняют рельеф местности на глазах человека. Так, вулкан Парикутин в Мексике, возникший в 1945 г., к концу первой недели достиг высоты 140 м, а к концу первого года — 325 м. Объем лав и пирокластики уже в первые годы жизни этого вулкана составил почти 1,5 км³. Другой мексиканский вулкан — Хорульо, достигший полукилометровой высоты, «строился» во второй половине XVIII в. менее тридцати лет.

Другими типичными крупными формами вулканического рельефа являются кальдеры — округлые в плане чашеобразные формы, окруженные кольцевым валом. Особой известностью пользуется кальдера обрушения вулкана Кракатау, сформированная в основных чертах за три дня, когда гигантскими взрывами было выброшено около 18 км³ пирокластического материала. Извержение сопровождалось быстрым опусканием земной поверхности на площади свыше 20 км², достигавшим сотен метров. Такие движения, т. е. опускания во время извержения или ему предшествующие, принято называть вулкано-тектоническими. В их механизме главную роль играет, по-видимому, опустошение вулканических камер в земной коре под вулканами. Об этом говорят объемы выброшенных вулканических продуктов. Например, при катастрофическом извержении в 1815 г. вулкана Тамборо на Яве было выброшено по разным оценкам от 50 до 80 км³ этого материала, при образовании кальдеры Санторин в Средиземном море около 3500 лет назад, т. е. задолго до Троянской войны, — 70 км³. Трещинное, происходившее через Множество отдельных центров, лежащих на одной линий, извержение вулкана Лаки в Исландии в 1783 г. вывело на земную поверхность около 15 км³ вулканических продуктов. Перечень можно было бы продолжать, но и без этого ясно, что земная поверхность не может не испытывать деформации, если из-под нее происходит такая утечка материала. Впрочем, далеко не везде объяснение опусканий больших площадей в вулканических районах может быть столь простым. Сейчас установлено, что вулканы и вулканический рельеф вообще создаются главным образом в областях молодого тектонического опускания, но такое «главным образом» не является законом. Так, многие, причем огромные и активные вулканы Анд находятся на высоко поднятых не вулканических, а сложенных древними породами пьедесталах.

Формообразование земной поверхности, обязанное вулканическим извержениям, зависит от того, каков сам механизм вывода вулканического материала на поверхность и каков сам материал: химически более кислый или более основной, а также от того, какова в извержении роль вулканических газов. В зависимости от этих и некоторых других условий протекает само извержение. Различается сравнительно небольшое число типов извержений, носящих названия «в честь» представляющих их вулканов, например гавайский, пелейский, стромболийский и др. Все они хорошо изучены. С самими этими названиями вулканологи ассоциируют и «поведение» данного вулкана и в принципе те формы рельефа, которые могут возникнуть при его извержении. Опыт длительных наблюдений за отдельными вулканами, например Этной, Везувием, Ключевской сопкой, показал, что это именно так. Но, с другой стороны, сами извержения, особенно эксплозивные (взрывные), пока остаются непредсказуемыми, хотя в этом направлении ведется большая работа.

Итак, по характеру выноса из недр Земли вулканического материала можно говорить о его выжимании, жидком растекании и рассеянии в атмосфере или по земле за счет взрывов, в том числе направленных. Естественно, что новые вулканические формы рельефа в первом случае будут находиться вблизи места выноса, во втором — на большем, иногда значительном расстоянии (высокоподвижные основные лавы), наконец, в третьем — на очень большом расстоянии, в сторону господствующих ветров. В последнем случае выпадающий вулканический пепел может покрыть своим слоем весьма значительную поверхность. Во всех трех приведенных случаях вулканические формы рельефа как бы вытесняют элементы ранее бывшего рельефа, что достигается либо их разрушением (при вулканических взрывах), либо погребением под толщей свежих продуктов извержения (вулканитов).

Во время извержений, особенно сильных, вулканизм как рельефообразующая сила господствует над другими силами, парализуя их или меняя их направления. Так, потоки лавы способны создать в долине естественную плотину и надолго преградить реке путь в прежнем направлении, затопить озерную котловину, но, пожалуй, самые грандиозные схватки вулканов происходят с их собственными ледниками. Многие вулканы даже в тропиках поднимаются выше снеговой линии, и на них в пору «спячки» развиваются ледники. Это явление приобретает тем больший масштаб, чем в более высоких широтах находятся вулканы, чем больше атмосферных осадков. Примеры — вулканы Антарктиды, Аляски, Исландии, Камчатки, несущие мощные ледники. При извержениях происходит бурное таяние льдов в огромных масштабах, талые воды устремляются по уклону и производят опустошения. Любопытно, что, несмотря на катастрофическое таяние вскоре после прекращения извержений, ледники довольно быстро восстанавливаются и продолжают свою, им присущую геологическую работу, как это известно из наблюдений в Исландии и на Аляске.

Вулканическая деятельность протекает не бесконечно. С течением времени либо наступает более или менее продолжительный период покоя, либо же вулканизм в данной области полностью угасает. Иногда оказывается, что «умиротворение» вулкана обманчиво. История знает случаи, когда вулкан, казавшийся вполне потухшим, после тысячелетнего покоя вновь просыпался. Но во всех случаях, когда извержения прекращаются, вступают в действие другие, доселе подавленные силы экзогенного рельефообразования, и прежде всего эрозия и денудация. Имея дело, с одной стороны, со свежим вулканическим материалом, а с другой — со столь же свежими вулканическими формами, поверхностные силы тотчас же начинают их преобразование. Из эрозионных форм на склонах вулканических конусов возникают прежде всего желоба стока — барранкосы — в виде продольных насечек, покрывающих поверхность вулкана и придающих ему особый вид. Барранкосы образуются не только атмосферными водами, но и сухими лавинами незатвердевшего, неспекшегося материала (обломками туфов, пемз, шлаков, сухого пепла), а также грязекаменными потоками, особенно деятельными и грозными у подножий вулканов. Большую долю в разрушение угасших вулканов вносят, как мы видели, также и ледники, для развития которых, впрочем, нужно более продолжительное время.

Мы говорим опосмертной, все больше меркнущей «славе» отдельного вулкана. А что будет происходить С: рельефом целого утратившего активность вулканического района, целого ландшафта? В принципе то же самое — по- степенное исчезновение специфических для вулканизма форм рельефа. Если при этом данный участок еще и поднимается, эрозионные процессы усиливаются, соответственно усиливается денудация как первично-вулканических, так и новообразующихся долинных склонов. Дальнейший путь преобразования рельефа будет во многом определяться «литоморфным отношением» вулканических материалов, накопленных на поверхности в стадии активного вулканизма, к геологическому материалу местности, составлявшему «довулканические» формы рельефа. Рыхлые неспекшиеся вулканические массы будут, очевидно, быстро разрушаться и уноситься на более низкие уровни, тогда как стойкие лавы могут очень долго сохраняться, образуя в рельефе оригинальные столовые формы, покрышки, брони, предохраняющие подстилающие их породы от дальнейшего разрушения. Для полного или почти полного уничтожения вулканического рельефа потребуются миллионы и миллионы лет.

Такова в общих чертах совершенно своеобразная и, как видим, весьма важная роль вулканизма как рельефообразующего процесса. К этому надо добавить, что в истории Земли, даже самой отдаленной (миллиарды лет), он играл едва ли не ведущую роль, особенно в некоторые периоды, когда распространялся на гораздо большие площади, нежели в современную эпоху сравнительно умеренного вулканизма.

В наши дни многие ученые видят в вулканизме еще причину «запыления» атмосферы и тем самым сдерживания солнечной радиации (возможная причина оледенений) или, напротив, усиления «парникового эффекта» за счет поступления в атмосферу больших количеств углекислого газа. Некоторые ученые думают, что массовый вулканизм в конце палеозойской — начале мезозойской эры с его мощными подкоровыми очагами мог ослабить связь литосферы с подстилающей мантией и явиться первопричиной в движении отдельных литосферных плит. Имеются, наконец, серьезные данные и соображения о том, что именно вулканические, главным образом газообразные, вещества вместе с парами воды дали начало тем простейшим органическим соединениям, из которых в ходе эволюции Земли могло возникнуть живое вещество и начаться по крайней мере трехмиллиардолетний путь развития жизни на Земле. Последнее — только к слову. Это особая, большая, сложная тема, над которой трудятся многие ученые во многих странах.

ЖИЗНЬ ГОР

Ты глубоко, гора, в земле залегаешь корнями,

Но неудержимо стремишь к звездам вершину

свою.

Джордано Бруно.

О причине, начале и едином

Из всех форм рельефа Земли самые сильные эмоции вызывают в нас горы. Панорама высоких гор всегда волновала воображение художников и поэтов. (В то, что называют альпинизмом, также входит пожалуй, наравне со спортивным и эстетический элемент.) Обращаясь в этой связи к истории русской художественной культуры, достаточно вспомнить А. Пушкина и М. Лермонтова, воодушевленных горными пейзажами Кавказа, и нашего современника Н. Рериха, создавшего неповторимый живописный цикл «Гималаи». Все это, конечно, потому, что горы не только самые «трудные» для человека, но и самые красивые и величественные формы рельефа. Вместе с тем и наиболее загадочные.

Происхождение гор, их размещение на материках, в отдельных странах, их объединение в хребты, цепи и целые нагорья и, напротив, разделение и раздвигание — одна из старейших и труднейших проблем науки вообще, геоморфологии в частности. Создание на этот счет общих представлений остается до сих пор в ведении тектоники — учения о движениях и строении земной коры. И это вполне естественно. В очертания, контуры гор с их резкими изломами и контрастами как бы само собой входит воплощение движения, а внутреннее строение самих горных тел, обычно очень сложное, указывает на испытанные ими разнообразные деформации. В самой же тектонике по мере накопления научных фактов строятся геологомеханические схемы процессов и физические модели Земли, которые могут или стараются объяснить современный лик планеты.

Идея о геосферах как шаровых поясах, облекающих земное ядро, заключала в себе признание как наиболее совершенной концентрически-слоистой симметричной модели Земли. Вместе с теорией геосинклиналей — подвижных поясов Земли, где происходит сосредоточение особо напряженных эндогенных процессов и где, в частности, возникают высокие горы, эта идея была той основой, на которой развивалась в XX веке геоморфология. Еще раньше наука об измерении земной поверхности — геодезия — пришла к идее об изостазии, т. е. о плавании сравнительно легкой земной коры на более тяжелом подстилающем ее субстрате, и к признанию, таким образом, огромной роли архимедовых сил (об этом говорилось выше), что указало на новые возможности в решении проблемы горообразования. На помощь этим идеям пришли различные методы геофизики, особенно гравиметрии, и в последние годы — сейсмология. Тем не менее истинные причины горообразования, т. е. абсолютного поднятия каких-то участков земной коры, по мнению ученых, еще далеки от окончательного решения. Не так давно вышла в свет книга Ю. А. Резанова, посвященная именно этим вопросам, и нам нет необходимости подробно останавливаться на них. Отметим только самое важное.

Давно между тектонистами длится спор о том, каково основное направление сил, создающих то пологие выпуклости, то резкие выступы земной коры, преобразуемые экзогенными процессами в нагорья или системы горных цепей. Старая теория контракции, т. е. сжатия Земли под влиянием прогрессирующего ее охлаждения и сокращения объема, объявляла образование гор неизбежным при этом сокращении земной поверхности — ее сморщиванием. Отсюда следовало преобладающее горизонтальное направление сжимающих сил, что соответствовало почти повсеместно наблюдаемой в горах картине нарушенного залегания слоев осадочных пород — смятости их в складки, — прямые, косые, лежачие и даже, как, например, в Альпах и многих других горных странах, перевернутые. и даже после того, как гипотеза контракции была отвергнута наукой, представление о горообразовании как образовании крупных и очень крупных складок земной коры сохранялось. Это представление в различных вариантах и по сей день разделяется многими учеными. В наши дни как уже говорилось, стала очень популярна гипотеза горизонтальных перемещений как малых, так и огромных, размером в целый континент, пластин или плит земной коры с вовлечением в такие движения и более глубоких подкоровых слоев. Такое течение геологической мысли восходит к идеям А. Вегенера, заметившего удивительный параллелизм западных и восточных берегов Атлантического океана, объясняемый, казалось, только расколом и раздвижением когда-то единого материка. Идеи Вегенера, развитые и подкрепленные научными фактами как им самим, так и его последователями, стали основой гипотезы континентального дрейфа материков, или теорией мобилизма (т. е. подвижности материков), в противоположность более старым представлениям о неподвижности материков, неподвижности, во всяком случае, их внутренних ядер и о том, что среди движений земной коры господствуют вертикальные. Сейчас такое направление в науке носит название фиксизма (материков).

Таким образом, поскольку в среде геологов-тектонистов нет единомыслия, образование горного рельефа, главным же образом его основы — поднятий земной коры, мыслится неодинаково. С точки зрения мобилизма, подъемные, т. е. вверх направленные, силы возникают при столкновении обширных материковых плит: края их сжимаются, а находящиеся между ними толщи осадков выпираются, выжимаясь, вверх. Так объясняется, например, образование Уральских гор, возникших когда-то (около 300 млн. лет назад) при сближении Восточно-Европейской платформы, т. е. древней жесткой массы, и Западно-Сибирской, также жесткой плиты. Другой пример — Гималаи и Памир, возникшие при сближении Индостанской и Северо-Азиатской литосферных плит, или платформ. Как видим, в подобных построениях подъемная сила, обеспечивающая горообразовательный процесс, является производной, зависимой от горизонтального сжатия.

С позиций фиксизма в основе физической сущности вертикальных движений, помимо изостазии (всплывания относительно легких масс), лежит также глубинная дифференциация земного вещества по его плотности и температуре, хотя сдавливание с боков отдельных блоков коры и их выпирание при этом не исключаются, и вертикальные движения в виде поднятий находят себе место, наряду с опусканиями, являясь порождением вертикальных же сил.

Вероятно, правильнее всего признавать действие в земной коре и горизонтальных и вертикальных сил с соответствующими им деформациями как нижележащих масс земной коры, так и ее поверхности с более или менее сложным и непрерывно развивающимся рельефом. В конце концов, ведь существует некоторый постоянный «фон» движений, порождающих геологические и геоморфологические явления: суточное вращение Земли вокруг своей оси, порождающее как центробежные, так и центростремительные силы, с изменением угловых скоростей вращения от максимальных на экваторе до минимальных или равных нулю на полюсах. Постоянно существует в однообразно действует сила тяжести, значения которой, однако, тоже зависят от широты места и внутреннего состава планеты. Дифференциация вещества Земли — процесс несомненный и непрерывный. Тепломассоперенос внутри планеты также постоянен, но, как показывает история вулканизма, например во всем фанерозое, и очень (в разрезе геологического времени) неравномерен, что дает возможность геологам говорить о смене в истории Земли различных эндогенных и прежде всего тепловых режимов. Таким образом, источников энергии и механической работы в земной коре более чем достаточно и науке предстоит-оценить их значение при постоянном взаимодействии таких сил в приложении и к геологическим и к геоморфологическим процессам. Это взаимодействие будет иметь, конечно, разный характер и разные количественные параметры, если принимать гипотезу постепенно расширяющейся (например, вследствие растущего разогрева недр) или сжимающейся Земли. Данные о изменении длины земного радиуса, которые могли бы решить этот вопрос, во-первых, неточны, а во-вторых, относятся к отрезкам, времени, ничтожным по длительности наблюдений. Их нельзя распространять ни на прошлое, ни на будущее.

Единственный до конца понятный механизм образования гор демонстрируют вулканы, извержения которых происходят прямо на наших глазах. Уже упоминалось, что в 50-е годы в Мексике образовался за несколько месяцев вулкан Парикутин, образовался прямо на кукурузном поле фермера. Совсем недавно образовался новый вулкан Сюрсей у берегов Исландии. История знает явления и противоположные созиданию вулканических гор — их разрушение теми же вулканическими силами. В предыдущей главе уже говорилось, что грандиозные вулканические взрывы, связанные с мгновенным массовым проникновением вулканических газов до земной поверхности, могут не только разрушить вулканическую постройку целиком или частично, но создать на ее месте отрицательную форму рельефа — обширный взрывной кратер, пли кальдеру. В образовании последних некоторые геологи видят результат оседаний земной поверхности над опустошенными подземными вулканическими камерами. Даже за последние два столетия люди оказывались не только свидетелями, но порой и жертвами подобных вулканических катастроф.

Если принять современные взгляды на образование собственно «тектонических» гор, в чем мобилизм и фиксизм видят, как мы уже говорили, разные пути, все же лучше всего объяснимые вертикальным подъемом вещества земной коры, возбуждаемым всплыванием в соответствии с архимедовыми силами разогретого вещества низов земной коры или верхов верхней мантии, и сравнить этот процесс с созданием вулканических гор, то при всей их разнице мы найдем и в том и другом большое сходство: в обоих случаях происходит подъем из недр разогретых масс. Но в «тектонических» горах это вещество внедряется в земную кору или только приподнимает ее, тогда как при извержении вулканов глубинный материал, поднимаясь, достигает самой земной поверхности, воздвигая вулканические горы буквально из самого себя.

Из сказанного следует, что, занимаясь проблемой образования гор, геоморфологии при всех вариантах причин тектонических движений земной коры, рассматриваемых геологией, необходимо считаться в первую очередь с вертикальными силами. Конечно, интересно и очень было бы важно знать, вызваны ли они, так сказать, трансформацией горизонтальных сил (сжатия) при сближении блоков или плит земной коры или же независимы от горизонтальных сил. Но так как эти вопросы подлежат компетенции тектоники и решаются не всегда убедительно, то в геоморфологии лучше всего говорить об обязательной вертикальной тектонической составляющей, всегда господствующей при горообразовании. Вместе с тем вертикальная составляющая может быть разной — направленной вверх и направленной вниз. Первый случай, дающий поднятие, находит вполне убедительное объяснение в разуплотнении какого-то объема верхней мантии, его всплывании под действием архимедовых сил к подошве земной коры и выгибании последней в виде обширных сводовых поднятий. Об этом уже говорилось, но стоит напомнить читателю еще раз. Зато происхождение опусканий земной коры, ведущих к созданию обширных понижений типа прибрежных и предгорных равнин, межгорных впадин, рифтовых долин (типа Байкальской, Рейнской, Восточно-Африканских, созданных, по-видимому, силами растяжения), во многом еще неясно. Предполагают, что все подобные крупные формы рельефа могут быть вызваны гравитационными силами, для чего необходимо допустить отток из-под них подстилающих масс. Возможно также допустить, что при общем, но резко неравномерном поднятии отдельных блоков или глыб земной коры, разделенных разломами, некоторые из них останутся неподвижными или отстанут в подъеме от соседних, поднимающихся быстрее, и тогда создастся впечатление об активном погружении той или иной площади. Для рифтовых долин некоторыми учеными принимается особый механизм растяжения и утонения земной коры с образованием ее пережима, или «шейки».

Остановимся еще на одном важном вопросе. Геологи и геоморфологи, встречаясь на каждом шагу с перепадами высот земной поверхности, далеко не всегда, а, напротив, весьма редко могут решить вопрос: чем же вызваны эти перепады? Заключено ли в видимых возвышенностях активное начало, их абсолютное поднятие над соседней долиной или равниной, либо мы имеем дело только с относительными превышениями, как и относительными понижениями, т. е. единственно с соотношением высот и низин? Не значит ли это, что такие понятия, да и сам язык, выражающий их, совершенно условны? Да, сомнения на этот счет обычно остаются, но неверно было бы думать, что подобная условность лишает геологию и геоморфологию ранга серьезных наук. И хотя аналогия здесь и далекая, но все же известная параллель есть в том, что, например, относительность времени доказана и давно принята на вооружение современной физикой. Да и в области геологии давно стало ясно, что не абсолютные, а относительные величины в чем-то сопоставимых явлений имеют наибольшую ценность.

Новейшие исследования привели к выводу, что первичной, исходной для других является океаническая земная кора, существенно отличающаяся от так называемой переходной и материковой как химическим и минералогическим составом, так, естественно, и физическими свойствами. Но если это так, то следует допустить, что и преобладающий на больших пространствах ложа Мирового океана равнинный рельеф в историко-генетическом отношении является исходным для нашей планеты^[2]. Как мы видели на гипсометрической кривой, ложе океана играет роль плато, или плоскогорья, лишь для глубоководных желобов. В этих сравнительно узких, обычно дуговидных подводных впадинах, расположенных с внешней морской стороны островных гирлянд, подобных Курильско-Японской, глубины океана достигают максимальных значений. Так, Курило-Камчатская впадина достигает глубины 10 382 м, Филлипинская — 10 540 м, а глубочайшая в мире Марианская — 11 034 м, тогда как средняя отметка ложа Мирового океана — около 4000 м. Оказавшись на дне подобной пучины, наблюдатель видел бы перед собой склоны высочайших гор, притом огромной крутизны. Кстати сказать, швейцарский ученый О. Пикар еще в 1960 г. опустился в Марианскую впадину в батискафе.

Грандиозные океанические желоба интересны не только как формы рельефа и как выраженные на поверхности дна океана тектонические структуры. О них мы с уверенностью можем сказать, что они созданы абсолютными опусканиями.

Обратим теперь внимание на другие особенности ложа Мирового океана. Нетрудно заметить, что лежащие глубже 4000 м абиссальные равнины на океанической и промежуточного типа земной коре, вместе взятые, составляют, что называется, фоновый рельеф Земли в целом, так же как фоновый рельеф суши составляют континентальные равнины и низменности. Эти последние приподняты над абиссальными равнинами океана примерно на ту же высоту, что и высокие нагорья материков над великими материковыми равнинами. Такое сопоставление дает нам возможность предположить, что процесс создания гор на суше принципиально не отличался от создания материков на «фоне» океанов. Добавим к этому, что надстройки материков над океанической корой, вторичны и с геологической точки зрения. Отсюда горообразование как явление возвышения отдельных частей суши вместе с тем есть явление вторичное и производное от глубинных процессов — явление производное и вторичное по отношению к рельефу равнинному. Вывод о том, что плоский рельеф глубоководных океанических равнин: действительно первичен, а выпуклости материков и глубоководные желоба вторичны, приводит нас к заключению, что океаническое ложе надлежит рассматривать не как относительное опускание по сравнению с материками и не относительное поднятие по сравнению с глубоководными впадинами, а как некоторый устойчивый глобальный уровень, если и меняющийся, то в течение огромных промежутков времени. Да и трудно представить себе причины подобных изменений. Если мы и в этом случае сошлемся на изменение земного радиуса в сторону укорачивания или удлинения, то окажемся вновь перед пока неразрешимыми и вдобавок противоположными гипотезами.

С приведенными доводами следует согласиться лишь в том отношении, что океаническое ложе подвержено относительно очень слабым и медленным экзогенным изменениям своего подводного рельефа. Однако здесь следует сказать о том, что, во-первых, по существующей гипотезе «спрединга» (т. е. расширения ложа океана, идущего в горизонтальном направлении в обе стороны от срединноокеанических хребтов), должны происходить какие-то существенные внутренние, т. е. подповерхностные, деформации океанического ложа, а во-вторых, что само существование островных гирлянд и глубоководных желобов, и по гипотезе спрединга, и по всяким иным представлениям, свидетельствует о совершенно особом, неустойчивом геоморфологическом режиме краев океанических понижений.

Есть еще один весьма общий и далеко не всегда разрешимый вопрос геоморфологии гор. Это причины внутреннего, часто очень сложного расчленения гор в плане. Такое расчленение не имеет ничего общего со сложным рисунком изрезанности нагорий или целых горных стран речными долинами. Это расчленение, видимое нами на самых мелкомасштабных географических картах. Так, если, например, Урал на такой карте относительно монолитен, то Монголо-Сибирская горная система, лежащая на северной окраине Центральной Азии, имеет очень сложный рисунок, так как состоит из отдельных хребтов, нагорий, плоскогорий и разделяющих их впадин, хотя и сохраняет при этом некоторое единство и вполне ясную связь своих отдельных частей. Поэтому возникает вполне законный вопрос: созданы ли эти отдельные нагорья, хребты и т. д. каждое своим особым механизмом, пространственно обособленным внутри земной коры от соседних, либо же мы имеем дело с одним общим механизмом для всей горной системы, но на ее площади в поверхностных условиях он проявляется в одних местах очень резко, воздвигая горы, а в других вовсе не сказывается или даже выражается в опусканиях? Ответить на такой вопрос крайне трудно — слишком мало мы знаем и о самом механизме и объеме и плановом местоположении тех частей недр, в которых сказывается его влияние.

Возьмем для примера Тибет. Здесь мы видим и общее поднятие всей горной страны на очень большую высоту, и отдельные горные хребты, как бы насаженные в ее пределах на некоторую общую поверхность. Напрашиваются два объяснения такого явления: либо само поле тектонических сил, создавших Тибет в целом, было неоднородно и на его общем фоне «работали» какие-то максимумы сил, создавших над собой отдельные горные хребты, либо же при сравнительной однородности действующего снизу силового поля сам материал земной коры реагировал по-разному, обнаруживая тем самым в самом себе зоны прочности и слабости, устойчивости и подвижности. Геология уже давно приняла на вооружение вторую точку зрения. И вот на каком основании: из прямых наблюдений известно, что земная кора испытывала в прошлом, как, вероятно, испытывает и сейчас, два типа деформаций — пластические, приводящие к образованию складок, и хрупкие, создающие разломы разного типа и размера. Те и другие имеют различные масштабы — от самых мелких (мелкая плойчатость, небольшие трещины) до грандиозных, измеряемых сотнями и даже тысячами километров. Историческая геология точно выяснила, что те и другие деформации имели место еще в глубочайшей древности, в архее, затем неоднократно возобновлялись, особенно в периоды, когда вся земная кора подвергалась существенным перестройкам. Поэтому на всем земном шаре в доступных нам частях земной коры мы находим и складки и разломы. Последние часто имеют очень глубокое заложение и очень долговечны, переживая целые геологические периоды и, естественно, создавая при этом сравнительно узкие и протяженные зоны ослабленности и облегченной проницаемости земной коры снизу. Именно такую картину мы и видим в горах, и в очень многих случаях удается даже установить, что отдельные горные хребты, цепи и плоскогорья отделены друг от друга подобными разломами.

Исходя из этих непреложных фактов, логично сделать вывод о том, что даже при действии в процессе горообразования единого и однородного поля тектонических сил (а в иных случаях и простых архимедовых сил «всплывания»), направленных снизу вверх, отдельные блоки или глыбы земной коры, ограниченные разломами, будут вести себя по-разному: менее связанные с соседними блоками будут подниматься выше, другие — отставать, третьи останутся как бы на месте и поднимутся только со всей страной, а поскольку над высоко поднявшимися блоками может создаться дефицит масс, то туда устремятся вещества из-под соседних блоков, которые испытают даже гравитационное погружение. Таким путем могут образоваться внутригорные и межгорные впадины. Наконец, имея в природе дело и с линейно построенными горными сооружениями, такими, например, как Урал, Анды, и с обширными плоскогорьями (тот же Тибет, Мексиканское плато и др.), мы поневоле должны заключить, что не одни структурно-вещественные особенности или, как принято говорить в геофизике, не одни внутренние неоднородности земной коры определяют положение, высоту и формы горных поднятий, но также, вероятно, и «неоднородности» самого потока мантийного материала с повышенной температурой и пониженной вязкостью. Поэтому возможно, что горячий мантийный поток при наличии очень протяженных глубинных разломов легче создает узкие линейные горные системы, подобные Уралу, а при наличии густой сетки разломов и облегченной таким образом площадной проницаемости земной коры более вероятно создание высоких плоскогорий и горных систем сложного рисунка.

Итак, мы видим, насколько трудной и до сих пор еще слабо изученной является проблема горообразования — одна из основных в науках о Земле. Но все, что говорилось выше, относилось в общем к глубинным силам, приводящим к поднятиям земной поверхности той или иной высоты, формы и размещения в плане. Остается еще много нерешенных геоморфологических вопросов, непосредственно связанных и даже более того — определяющих режим самого развития горного рельефа.

Уже давно предпринимались попытки как-то разобраться и во внутренних и во внешних особенностях гор, выделить какие-то их типы, повторяющиеся в разных местах, даже на разных материках, и, таким образом, выработать классификацию гор по тем или иным признакам. По происхождению издавна выделялись горы тектонические, вулканические и эрозионные. О первых двух типах мы уже говорили выше. Что касается гор эрозионных, то они, собственно говоря, относятся к подтипу тектонических. Это горы щитов, где непосредственно на земную поверхность выведены древнейшие породы Земли, они нигде не достигают большой, высоты (горы Балтийского, Канадского и других щитов). Сюда же относятся горы платформ, например Сибирской, занимающей пространство Средне-Сибирского плато. Главная особенность платформ та, что в них на древнем срезанном фундаменте покоится сплошной или почти сплошной чехол осадочных и вулканических пород, не подвергшихся метаморфизму и сильным повсеместным деформациям. Мы видим щиты и платформы в настоящее время приподнятыми на некоторую высоту над уровнем моря, и потому их поверхность расчленена долинами рек на ту или иную, иногда значительную глубину. Наблюдателю, стоящему на дне подобной долины, кажется, что его окружают склоны высоких гор, тогда как сами водоразделы имеют вид почти равнинной поверхности. Приподнятость таких стран над уровнем моря — следствие очень медленных однообразных поднятий, т. е. своеобразных тектонических движений. Впрочем, внутри платформ могут быть отдельные местные поднятия на сравнительно большую высоту либо же большие мощности вулканических пород, слабо поддающиеся размыву (таковы пластовые залежи и покровы сибирских траппов), выделяют их в рельефе довольно резко, как горы. Пример — горы плато Путорана на северо-западе Сибирской платформы.

Существует схема разделения гор по средней или предельной высоте над уровнем моря или — для подводных гор — над уровнем ложа океана. В первом случае выделяются, например, высотные ступени гор низких — до 1000 м, средних — от 1000 до 3000 м, высоких — более 3000 м. Такое разделение, конечно, условно, но надо иметь в виду, что с увеличением высоты гор (и прежде всего относительной высоты над прилежащими низинами) заметно меняется их наружный вид, так как на разных высотах действуют разные «наборы» разрушительных экзогенных сил. В зависимости от климатических условий, современных или только недавно изменившихся, на определенных высотах вступает в действие такой мощный фактор, как горные ледники. В процессе своего развития и движения обычно по уже готовым, ранее созданным речным долинам ледники создают совершенно специфические формы, как правило усиливая резкость очертаний горных вершин. Они так и называются «горно-ледниковые формы» и создают особенно изрезанный, контрастный, «энергичный» рельеф, названный альпийским. И вот получается, что, например, в Тянь-Шане в нашей Средней Азии альпийский рельеф начинается с высот 4500 м и выше, а на южной окраине Восточного Саяна, в Тункинских белках и на Баргузинском хребте в Прибайкалье — на высоте всего 2700–2900 м. Это обусловлено различными климатическими условиями, геологическим прошлым, разной быстротой поднятия и пр. Кроме того, сама снеговая линия в Тянь-Шане опоясывает его в наше время, что называется, по грудь, а на юге Восточной Сибири она «висит» сейчас буквально в воздухе на высоте около 3300 м. Из этих примеров следует, что абсолютная высота гор над уровнем моря, как, кстати, и над уровнем ложа океана для подводных гор, сама по себе не определяет форм и прямо-таки волшебного разнообразия горного рельефа. Многие плато с плоской верхней поверхностью находятся выше, чем, например, очень глубоко и тесно расчлененные горы, например на Шпицбергене или в тех же Тункинских белках.

Итак, обилие показателей (способ и причины воздымания земной коры, план, густота, а также и глубина расчленения, ширина долин, узость или ширина и форма водоразделов, наличие или отсутствие форм альпийских, древних или современных, преобладающая форма склонов и многое другое) до сих пор не позволило выработать достаточно объективную научную классификацию гор. Но в отдельных и далеко не редких случаях оказывается, что некоторые ведущие признаки можно связать вместе и приблизиться тем самым к возможности такой классификации. Для такой цели автор предлагает мысленно совершить непродолжительную экскурсию в горы Южной Сибири и Северной Монголии.

Трудами В. А. Обручева, результатами его наблюдений в Сибири и Центральной Азии в конце XIX — начале XX в. было показано, что в строении этих стран преобладают очень и сравнительно древние толщи горных пород, а во внутренней структуре здешних гор господствуют разломы. Геологическая молодость таких гор не вызывала сомнений у самого В. А. Обручева, и это обстоятельство, сопоставленное с древним возрастом горных пород, в своем большинстве собранных в складки, метаморфизованных и расколотых на гигантские глыбы, привело ученого к мысли, что горы Сибири и Монголии с их глыбовым строением возникли на месте когда-то здесь бывших и впоследствии размытых и срезанных денудацией геосинклинальных гор. Поэтому горы Сибири и северной окраины Центральной Азии были названы В. А. Обручевым «возрожденными горами». Впоследствии один из учеников В. А. Обручева, томский геолог М. А. Усов, предложил термин «сибиретипная тектоника», учитывая господство в строении этих областей разломов земной коры, причем преимущественно крутых и вертикальных, а недавно к здешним горам признак «сибиретипности» был приложен уже и по геоморфологическим данным. Сибиретипные горы образовались в геологически новейшее время — в течение последних нескольких миллионов лет. И вот что выяснилось совсем недавно. Поднятие земной коры, обусловившее создание Монголо-Сибирской горной системы, несмотря на ее сложный плановый рисунок, не только имело общую причину, но эта причина действовала в некотором общем, едином объеме под земной корой. Такой общей причиной явилась гигантская каплевидная область разуплотнения вещества верхней мантии под здешней земной корой. Обнаружено это явление было сравнительно просто — по некоторому систематическому запаздыванию сейсмических волн, приходящих от очагов удаленных землетрясений, при их прохождении под Монголо-Сибирской горной системой. Запаздывание волн против нормальных значений, т. е снижение их скоростей, может быть объяснено только разуплотнением материала, сквозь который проходят волны само же разуплотнение, скорее всего, обусловлено понижением его вязкости и повышением температуры. На этом основании, развивая взгляды Г. Н. Бугаевского и применяя графические построения, иркутский сейсмолог В. А. Рогожина выявила, конечно в самых общих чертах, объем и форму разуплотнения мантии под земной корой этих областей. Поскольку же в настоящее время перед нами не единый общий выгиб земной коры, приподнявший здесь земную кору, а сложное в плане и профилях горное сооружение, то мы приходим к выводу о том, что либо сама разуплотненная мантия здесь была и остается неоднородной, образуя аномальные пики и спады, либо (или вместе с тем) структурные неоднородности самой земной коры сказались на размещении И; плановой форме отдельных здешних нагорий и горных систем, а также на контурах и глубине межгорных впадин.

Изложенный механизм горообразования, видимо, очень общ и широко распространен. Зачем же тогда выделять здешние горы в особый сибиретипный класс? А затем, что эти горы при общей, как мы только что видели, причине своего воздымания имеют и свои морфологические особенности, на которые обратили внимание еще первые исследователи Прибайкалья И. Д. Черский и П. А. Кропоткин. Главный их признак — массивность, плоскогорный, или платообразный, характер их гребней и, напротив, резкость и крутизна склонов, ниспадающих к местным долинам или впадинам. В ландшафте подобных гор чувствуется как бы некоторая зрительная «тяжеловесность». Пилообразные, зазубренные гребни у них иногда встречаются, но в совершенно особых условиях, о которых речь впереди. Высоты этих гор над уровнем моря невелики и редко превосходят 4000 м (высшая точка — гора Белуха на Алтае — 4506 м).

Плоскогорность сибиретипных гор находит себе несколько объяснений. Во-первых, многие из них образовались путем подъема (силами, о которых уже говорилось) выровненных, полуравнинных стран, рельеф которых был «сработан» в течение чуть ли не всей кайнозойской эры (с начала палеогена — 70 млн. лет назад до середины плиоцена — 5 млн.). С самого начала подъема исходные равнины стали расчленяться речными долинами. Подъем их был неравномерным, сводообразным. Наиболее высоко поднятые поверхности испытали, а местами сохраняют до сих пор горное оледенение, которое тоже было не непрерывным и неравномерным. Так вот остатки исходной поверхности, а вернее, ее прообраза измененного за такой огромный промежуток времени экзогенными процессами, мы видим теперь в виде плоских водораздельных поверхностей. Во-вторых, плосковершинный характер сибиретипным горам придают иногда встречающиеся на них остатки горизонтальных покровов базальтовых лав. В-третьих, разнообразные мерзлотные процессы, медленное, но происходящее даже при очень пологих уклонах течение талых обводненных в летнее время грунтов и подобные ему явления издавна вносили и вносят свою лепту в выравнивание высоких водораздельных поверхностей. Вместе с тем глыбовое или блоковое строение гор, наличие, а главное, продолжающееся действие молодых разломов, по которым преимущественно происходят отдельные, частные поднятия, как и соскальзывание по ним отдельных блоков под влиянием их собственного веса, — все это дополняет характеристику снбпретипных гор, создавая их подлинную «глыбовость» и массивность.

Теперь нам предстоит познакомиться с двумя особенно характерными модификациями, или подтипами, тех же сибиретипных гор. Точнее говоря, речь пойдет не только о специфической их «внешности», но и о самом механизме их роста. Первый из них назван «байкальским типом горообразования» и, как показывает само название, распространен и особенно ярко выражен в Прибайкалье, а также в Северном Забайкалье (бассейны рек Витима и Чары) и в Северо-Западной Монголии. Горы подобного типа можно называть и рифтовыми, поскольку в основе их создания, кроме общего подъема при подтоке под земную кору горячих мантийных масс, лежит так называемый рифтовый механизм. Как выяснилось в последнюю четверть века, он имеет всемирное распространение, но особенно в грандиозных размерах действует в срединных частях океанов. Уже указывалось, что на материках лучшими представителями рифтовых структур и создаваемых ими гор служат глубокие впадины Прибайкалья (впадина Байкала прежде всего), Рейна и Восточной Африки. Во всех случаях по осям рифтовых структур происходит разогрев снизу земной коры и ее растяжение, чему сам разогрев способствует, увеличивая пластичность глубинных масс. Растяжение ведет к утонению, по-видимому, в месте наибольшего разогрева земной коры. При этом пластическая на глубине деформация земной коры разрешается в приповерхностных ее частях хрупкими деформациями с образованием расколов. Последние развиваются чаще всего не по «живому телу» коры, а по возникшим с далеких времен разломам и расколам, зацементированным магматическим материалом, но вновь «оживленным». Комбинации растяжения и раскалывания как раз и создают сравнительно узкие длинные продольные относительно рифтовых хребтов впадины по их гребню — знаменитые рифтовые долины. Получается картина невысокого (на материках не выше 3000–3500 м, а в океанах — порядка 3000 м) вала, рассеченного по длине осевыми впадинами. Края впадин, образованные с одной или чаще с двух сторон разломами, отличаются наиболее сложным и контрастным рельефом. Над ними возвышаются так называемые «плечи» рифта. Такая картина не является воображаемой или только вероятной. Она научно обоснована как теоретически, так и с помощью прямых наблюдений и косвенных геофизических измерений. В рифтовых долинах или на их плечах мы находим молодые или все еще действующие вулканические постройки, высокий тепловой поток, значительные аномалии силы тяжести. Таков и наш Байкал — глубочайшая из материковых рифтовая впадина, окруженная рифтовыми горами, как бы вырезанными эрозией из массивных рифтовых плеч.

Есть в геоморфологии понятие «энергия рельефа», иными словами, его контрастность, большие перепады высот на малых расстояниях. Но есть также понятие об активных, т. е. быстро развивающихся, и пассивных, почти неразвивающихся формах рельефа. Ясно, что само развитие форм рельефа Земли идет путем изменений длины, ширины, крутизны, взаимных сочетаний, образующих всякую такую форму склонов, т. е. плоских или кривых наклонных поверхностей Земли. Вот такими активными формами и являются рифтовые впадины или долины. При растяжении и «расслаблении» земной коры в краях рифтов, естественно, образуются новые расколы, а если при этом имеет место отток подкоровых масс в сторону, то опускаются новые краевые блоки или пластины, впадины тем самым расширяются за счет обрамляющих их гор. Горы принуждены отступать, а на уровне днищ впадин развивается контрастный, энергичный рельеф. Конечно, процесс этот геологически длителен, занимая, однако, не десятки и сотни, а единицы или немногие десятки миллионов лет. Таков Байкал и в этом отношении. Понятно, что горные плечи рифтов, а они же — края рифтовых впадин — не могут оформляться вполне одинаково и симметрично. Так, все впадины Байкальского рифта (а их общая длина около 2000 км) имеют одинаково несимметричное строение: их северные и северо-западные края короче и круче противоположных. К этому явлению мы еще вернемся.

Развитие рельефа по «байкальскому типу»

А — А — плечи рифта, преобразуемые в рифтовые горы; Б — рифтовая «долина» (впадина)

1 — кайнозойские отложения; 2 — направление вертикального (или близкого к вертикальному) смещения блоков земной коры

Рассмотрим другой механизм образования сибиретипных гор, очень своеобразный и приводящий к созданию так называемых пьедестальных гор. Впервые их описали русские ученые Г. Н. Потанин и В. А. Обручев в Монголии, а подробно они изучались в самое последнее время. Пьедестальные горы имеют совершенно особую внешность. Их можно было бы называть «горами в юбках», так как они кажутся погруженными «по пояс» в конические подгорные равнины, охватывающие сами горы со всех сторон. Поднимаясь над гобийскими равнинами своими скалистыми, хотя и плосковерхими венцами — вершинными массивами — на большую высоту (в Монгольском и Гобийском Алтае, например, до 4000 м), они производят необычное впечатление контрастом перехода скалистых крутых вершин в плавные конические склоны своего основания. Такие нижние части гор, как бы их пьедесталы, имеют у монголов особое название «бэль». Сложены они с поверхности продуктами разрушения своих скалистых венцов, вынесенными во время сезонных дождей бурными временными потоками, преимущественно гравием, щебнем, дресвой, а не округлыми гальками, так как во время короткой и стремительной своей транспортировки не успевают окатываться. Наклонная коническая поверхность бэлей, этой своеобразной разновидности косых; подгорных равнин, более или менее постепенно переходит внизу в днище ближайшей впадины.

Раньше о пьедестальных горах говорили, что они словно утопают в продуктах своего собственного разрушения, полагая тем самым, что состоящая из двух столь непохожих частей форма пьедестальных гор — результат длительного экзогенного разрушения древних поднятий и накопления продуктов такого разрушения у их же подножий. Новые наблюдения показали, что пьедесталы сложены коренными породами, лишь прикрытыми на небольшую глубину продуктами выноса их вершинных ущелий, их так называемыми конусами выноса, сложно и многократно наложенными друг на друга. Тем самым выяснилось, что бэли пьедестальных гор — результат пологих, обычно линейно-вытянутых вздутий земной коры, похожих на валы или удлиненные своды, что это формы тектонические, притом очень свежие, вероятно не менее молодые и свежие, чем рифтовые горы, подобные байкальским, а их скалистые венцы — результат выпирания вверх «ядер» этих гор, происходившего при максимальном изгибе коры. Действительно, оказалось, что скалистые венцы пьедестальных гор в их основании отделены от общего тела гор разломами земной коры, причем преимущественно наклонными, трещины (поверхности смещения) которых наклонены вглубь под горные массивы. Лишенные в пустыне Гоби растительного покрова, мощно воздымающиеся над голыми песчаными или щебнистыми равнинами, эти горы по-своему очень красивы и величественны.

Было замечено, что пьедестальные горы не непрерывные цепи большой длины, а сравнительно короткие массивы, вытягивающиеся в одну или в несколько линий, Наблюдалось также, что перемычками между смежными, к одной цепочке относящимися пьедестальными массивами служат низкие перевальные седловины, как правило, с очень сложным рельефом: мелко- и теснорасчлененным, лишенным, как и сами горы, растительности и называемым за свою непригодность для хозяйственного освоения 98 английским словом «бедлэнд», т. е. дурная земля. В этих местах рельеф развивается прямо на породах, скрытых под щебнистым покровом на самих бэлях, показывая, что поднятие, возбудившее усиленный процесс эрозионного (за счет временных потоков) расчленения и образования бедлэндов, имело здесь меньшую высоту, чем в соседних горных массивах, но что оно принадлежит именно им, демонстрируя связьмежду ними, и, по всем данным, свидетельствует о будущем их соединении. Такие возвышенные, но еще не горные перемычки с бедлэндами предложено называть «интербергами», т. е., буквально, междугорьями.

Еще раньше на бэлях некоторых пьедестальных гор были замечены другие очень интересные явления. Это продольные невысокие холмистые гряды, более или менее длинные, выступающие на бэлях в известном удалении от их тыловых швов, т. е. от примыканий к коренным вершинным склонам. Они рассечены сухими, лишь временно действующими промоинами (монгольские «сайры») на отрезки, причем промоины, или сайры, составляют продолжение водотоков, выходящих из скалистых вершинных частей пьедестальных гор. Этот кажущийся на первый взгляд незначительным факт тем не менее нелегко объясним. Как в самом деле небольшие, да еще временные водотоки, спускающиеся со скалистых вершин, встретившись на своем пути на бэле с холмистой преградой, не пошли в обход нее или не создали хоть временных озер, но буквально режут эти гряды на части, не меняя своего направления? Получается (и это явление давно известно в геоморфологии), что водотоки древнее пересекаемой ими гряды, что по мере ее выпирания из цедр бэлей водотоки успевали соответственно углубить свои русла. Изучение самих гряд показало, что они состоят из материала, вынесенного из этих же гор, мало или совсем не отличающегося от того, что выносится и сейчас, продолжая формировать бэли. Такой вывод крайне важен, он прямо свидетельствует о росте гор, причем оказалось, что подобные гряды (в Монголии называют их «дзэргэлэ» — миражи, так как они издали действительно кажутся висящими в воздухе над поверхностью пьедесталов) местами сложены и коренными, даже древними породами, т. е. они выдвинуты из довольно глубоких недр пьедесталов, иногда довольно высоки (десятки метров и более) и длинны, но иногда очень низки.

Состоят они из едва наметившихся бугров, но покров новейших наносов над ними уже приподнят.

Такую картину можно видеть на южной окраине Тувинской АССР, против южного склона хребта Танну-Ола. Картина эта совершенно поразительна, так как демонстрирует самые первые моменты рождения новых, передовых горных гряд. Последние были названы «фор-бергами» (предгорьями), что, однако, неточно передает их положение, их связь только с особым типом ныне быстро растущих гор, наконец, их значение для понимания механизма горообразования. Исследователи дзэргэлэ, или форбергов, сравнивая их с интербергами, пришли к выводу, что они непосредственно показывают нам, как идет разрастание горного рельефа не только вверх (это «делают» интерберги, соединяющие друг с другом соседние массивы), но и вширь, в сторону подгорных низин, впадин, захватывая их территорию. Все это было подтверждено при изучении поверхностных деформаций, образовавшихся при Гоби-Алтайском землетрясении 4 декабря 1957 г. интенсивностью 11 баллов. При этом оказалось, что движение горных масс, целых горных массивов, во-первых, было общим как для самих гор, так и для перемычек между ними (интербергов) и, во-вторых, оно сочеталось с движением типа крутого надвигания и гор и форбергов на нижние части бэлей, т. е. в сторону подгорных низин. Все эти наблюдения показали, кроме того, что сильнейшие землетрясения сами принимают прямое участие в горообразовании и что, возможно, именно им, а не медленным, хотя и очень длительным, поднятиям принадлежит главная роль в этом процессе.

Деформация земной коры при горообразовании по «гобийскому типу»

Поперечные профили: 1 — первичный слабый изгиб; 2 — валообразное поднятие и начало формирования подгорной равнины (бэля); 3 — первая стадия «клина выпирания»; 4 — образование разрывов и форбергов

Вдумываясь во все сказанное, можно принять такую последовательность событий при горообразовании по гобийскому типу: 1) образование первых выпуклостей-бугров, сливающихся затем в гряды (пример — Танну-Ола); 2) образование первых высоких поднятий в видя крупных волн земной поверхности и зарождение бэлей; 3) выпирание из недр таких волнообразных поднятий скалистых вершинных массивов, рост интербергов между ними и форбергов перед ними (многочисленные примеры можно наблюдать в Гобийском Алтае); 4) слияние с помощью дальнейшего поднятия интербергов целых горных массивов в протяженные хребты или цепи, превращение в ходе того же поднятия как в целом, так и в частности, форбергов в окраинные хребты или цепи. Такую высшую стадию при гобийском механизме горообразования может, по-видимому, демонстрировать современный Монгольский Алтай.

Схема развития гор по «гобийскому типу»

1 — исходная, почти равнинная поверхность; 2 — начало тектонической деформации — пологое вздутие; 3 — обозначение в рельефе будущего горного массива; 4 — дальнейший рост горного массива и его расчленение долинами, втягивание в поднятие равнинных подножий и перемычек с другими массивами. Образование косых подгорных равнин; 3 — продолжающееся поднятие, рост продольных гряд — форбергов; 6 — образование зрелого горного массива, превращение форбергов в высокие окраинные гряды.

Зарисовка Г. Ф. Уфимцева

Итак, описаны два частных механизма образовании сибиретипных гор, причем для не только этого были привлечены геоморфологические, но и другие данные. Остается сказать, что представители гор того и другой типа в современную эпоху пространственно сближаются, Рифтовые горы проникают, точнее, как бы стремятся проникнуть, в область развития пьедестальных гор, последние же словно образуют барьеры перед ними, как это показало, в частности, катастрофическое 11-балльно землетрясение 1905 г. в Северной Монголии, как бы перерезавшее дорогу молодым рифтового типа разломам Прихубсугулья своими разломами другого типа и перпендикулярного им направления. Ареной современного взаимодействия двух механизмов горообразования служит по-видимому, северная часть Хангайского нагорья в Монголии.

Горы гобийского, как и байкальского, типа очень молоды и в геологическом масштабе времени являются ровесниками. Они продолжают свой рост и доныне. И все же, по-видимому, это только частные случаи или механизмы продолжающегося общего поднятия ядра величайшего материка Земли — Центральной Азии, происходящего, как думают многие ученые, под напором с юга жесткой массы Индостана на Северную Азию. В этом напоре отводится главное место горизонтальному сжатию со стороны Индостана в северном и северо-восточном и правлениях, вследствие чего и в зависимости от ориентировки различных древних структур земной коры, и особенно зон, ослабленных разломами, образуются и высокие «агрессивные» горы (пьедестальные и др.), и глубокие, 102 до также агрессивные впадины байкальского типа (Байкальская и др.).

Мы убедились в очень большой сложности процессов горообразования. При этом обращалось основное внимание на внутреннюю динамику земной коры. Ясно, что всякое заметное поднятие земной поверхности вызывает действие или перегруппировку действий различных внешних агентов, относящихся к нисходящему потоку массы — энергии. Эти вопросы мы тоже рассмотрели выше. Горный рельеф, как, впрочем, и всякий другой, рождается и развивается под влиянием богатейшего арсенала разнообразных геоморфологических процессов. От их соотношения во времени и пространстве зависело прошлое и будет зависеть будущее гор.

В заключение повторим, что основу основ горообразования нужно видеть в повышенном местном разогреве земной коры. По этому поводу приведем слова наших геофизиков В. А. Магницкого и Е. В. Артюшкова: «…высокие температуры земной коры в горных областях должны быть связаны с притоком большого количества тепла из мантии. Большинство гор образуется относительно быстро, за время около 10⁶–10⁷ лет. Время передачи тепла из атмосферы к коре с глубин порядка 100 км значительно больше: около 10’ лет. Быстрый перенос тепла к коре из мантии может быть осуществлен только в результате подъема с глубины больших масс легкого нагретого материала. Подходя к коре этот материал сначала приводит к ее изостатическому поднятию (см. первый раздел настоящей книги, — Н. Ф.), а затем передает коре большое количество тепла, в результате чего в первую очередь повышается температура и понижается вязкость нижнего слоя земной коры». В. А. Магницкий и Е. В. Артюшков указывают, что общей причиной такого процесса, т. е. начала образования гор, служит «дифференциация по плотности на границе ядра и мантии и всплывание в верхнюю мантию и вторичная дифференциация выделившегося на границе ядра и мантии легкого материала».

Таким образом, повышенный разогрев земной коры под горными областями — первопричина роста гор и вместе с тем следствие тех процессов, которые протекают у границы земного ядра, т. е. на глубинах до 2900 км от поверхности. Так образование гор отражает жизнь громадной толщи планеты Земля.

ЧТО МОГУТ РАССКАЗАТЬ О СЕБЕ САМИ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА?

Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик —

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык…

Ф. Тютчев

Вопрос о том, что такое форма вообще как общедоступное и общеупотребительное понятие, мы ставили в самом начале этой книги.

Было подчеркнуто, что сама по себе форма, так сказать в чистом ее виде, изучается в философии и математике. Геометрия Эвклида, знакомая нам со школьной скамьи, — лучший пример математического представления о форме. Уже говорилось о том, что называют формой философы, о том, как понятие о форме обогащалось вместе с расширением научного, да, пожалуй, и художественного и житейского кругозора человека. В природе и обществе существуют явления, которым свойственны специфические формы и отвечающие им специфические содержания. В каждой отрасли естествознания имеются на этот счет свои представления, поскольку различные отрасли науки имеют дело со своими специфическими явлениями природы, выделенными из нее мысленно для удобства рассмотрения, для возможно более глубокого проникновения в познание форм, внутренне им присущих.

Наука о рельефе Земли, как гласит ее название — геоморфология, имеет дело с сочетанием или совокупностью выпуклых и вогнутых форм не вообще, не в геометрическом смысле, а в точном смысле с рельефом земной поверхности. Поэтому надо бы знать как можно больше о свойствах самого рельефа как совокупности форм, переходящих друг в друга и не могущих существовать друг без друга, и о том, что дает нам для этого сама Земля, прежде всего земная кора.

Задумаемся теперь над тем, как взаимодействуют эти два начала — рельеф и сама земная кора. Мы увидим здесь очень сложную, но и очень красочную картину) целую гамму оттенков и переходов, но встретимся и с относительно простыми случаями, в которых совершенства созданий природы-скульптора тем не менее столь же или еще более велико, чем при ваянии художественных проч изведений талантливым скульптором из самого простого материала.

Земная кора не только имеет сложный внутренний состав на всех уровнях организации материи, вплоть до атомного и еще более глубокого, но и обладает строением, закономерным, устойчивым во времени или относительно кратковременным пространственным соотношением своих частей. В ходе геологического времени менялись и продолжают меняться как состав, так и связанное с ним строение коры. В нее поступают снизу и сверху все новые порции материала и потоки энергии. Происходит непрерывный «метаболизм» — обмен между поверхностью и недрами. Тот и другой (перемещение вещества и перемещение энергии) заключают в себе и выражают собой активность внутренней формы земной коры. На геологическом языке этот непрерывный и неравномерный процесс называется просто развитием структуры земной коры. Но такое развитие внутренней формы земной коры с неизбежностью влечет за собой развитие, т. е. изменение, ее внешней формы, т. е. именно того, что мы называем рельефом земной поверхности.

Читателю может показаться, что автор начинает «мудрствовать лукаво» над простыми вещами. Посмотрим, насколько эти вещи просты. Мы знаем, что Земля имеет сложную внутреннюю структуру или форму, еще во многом невыясненную, но во всяком случае подчиненную хотя бы приблизительной сферической симметрии. Напомним, что и здесь, как и везде в природе, не обходится без диссимметрии, имеют место различные неоднородности (строения, физического состояния, состава вещества), изменения и перемещения которых и составляют двигатель эволюции планеты. Нам важнее всего знать, как оказываются все эти явления в земной коре, так как нас занимает ее наружный рельеф. Мы знаем, что земная кора состоит из отдельных геологических тел, разных по размерам, формам, составу, возрасту. Пространственные и временные соотношения таких тел рассматривает геология, а сами соотношения создают частные геологические структуры того или другого размера. Пока эти структуры не выведены эндогенными силами на поверхность пли, пользуясь нашей метафорой, пока глыбы земного вещества еще не извлечены из природных каменоломен геоморфологическими «каменщиками-скульпторами», такие формы или тела практически миллионы лет остаются неизменными. Но вот часть земной коры приподнялась над уровнем океана. С первых моментов поднятия включаются в работу экзогенные «скульпторы», действующие резцами в одних местах, лепящие из вырезанного материала новые формы — в других.

Картина в общем чрезвычайно проста, но в ней мы видим деформацию как самой земной поверхности, так и разрушение, а вместе с тем частичное или полное изменение формы геологических тел, вступающих в контакт с гидро- и атмосферой, а также, конечно, с биосферой. В ходе геологического времени чем быстрее происходит поднятие коры, тем все более растет энергия наших «скульпторов», а геологические тела или структуры, «вылущиваясь» из своих недр, предстают перед нами во все более искаженном или разрушенном виде. Этот нам уже хорошо знакомый процесс денудации очень неравномерен. Прежде всего ему сопротивляются сами горные породы. Среди них есть более мягкие и более твердые, химически более и менее устойчивые, более или менее растворимые, плохо и хорошо водопроницаемые и т. д. Сумма разнообразных средств сопротивления горных пород поверхностному разрушению называется их литоморфностью. а так как последняя в разных породах и структурах (например, складчатых или горизонтальных, наклонных и т. д.) различна, то и денудация идет избирательно. В итоге из первоначально относительно простых поверхностей, ограничивающих геологические тела до их выхода на поверхность, создаются сложные и очень сложные, часто причудливые, формы рельефа. Мы, наблюдатели современного нам рельефа, видим различные стадии этой скульптурной работы, так как поднятия и опускания земной коры происходили неравномерно и одни геологические тела были давно выведены на поверхность, сильно разрушены, порой и совсем уничтожены, а другие находятся в разных стадиях разрушения и искажения своей первичной формы. Вот почему рельеф Земли так сложен и многообразен. Вот почему мы видим в нем то лепку (накопление осадочных пород, наплывы лав и слои вулканических пеплов, постройки животных — коралловые рифы и пр., остатки растений, накопленных большими массами), то граверные формы, созданные резцами природы.

Все сказанное достаточно просто в общей своей схеме, но природа дает нам массу примеров уклонения от общих схем, тех диссимметрии и дисгармоний, что определяют собой способность всех явлений к дальнейшим переменам, как и нетленную, в каждую эпоху и в каждом месте свою красоту нашего мира. И вот оказывается, что разные геологические тела и образуемые ими структуры, несмотря на длительное разрушение близ поверхности, долгое время сохраняют большее или меньшее подобие своим первичным формам. Это явление называется «геоморфологической конформностью». Признание его научного и практического значения составляет главную основу так называемого морфоструктурного анализа земной поверхности. Им широко пользуются советские геоморфологи. Признавая, однако, что каждое крупное геологическое тело, «вылущиваясь» из земной коры в ходе денудации, как бы старается сохранить свою первичную форму, становится «морфоструктурой» и, таким образом, позволяет нам понять те или иные очертания в современном нам рельефе с точки зрения их происхождения, зависимости от состава и структуры, а также современных движений земной коры, мы можем пользоваться той же закономерностью и иначе, решая, так сказать, обратную задачу, когда геоморфология выступает как помощница геологии. Суть дела здесь в том, что по характерному виду, т. е. по форме того или иного участка земной поверхности, по взаиморасположению, масштабу, сочетанию таких неровностей мы с большой уверенностью можем судить о геологической их сущности (составе, форме тел), даже не видя их самих, так как они обычно скрыты под чехлом новейших отложений и растительным покровом. Происходит нечто подобное тому, с чем мы встречаемся в домашнем быту. Кресло определяет своей формой свой холщовый чехол, и мы сразу понимаем его назначение. Но и не видя кресла, одетого в чехол, мы догадываемся о его существовании. Таким образом, по виду неровностей Земли, по формам рельефа мы и в «закрытой» местности, где нет выходов коренных пород на поверхность, можем с большой надежностью определять форму и даже характер геологического тела (структуры), непосредственно нами не видимого. Этот прием — структурно-морфологический анализ — с успехом применяется для поисков месторождений нефти и газа, ископаемых углей, золотых и иных россыпей, строительных материалов и т. п. О полноте, большем или меньшем соответствии формы рельефа облекаемому ею геологическому телу, о свежести, т. е. возрасте, таких явлений мы, естественно, тоже можем судить с той или иной уверенностью. Итак, конформность всегда с добавлением дисконформности рельефа его вещественной, геологической основе — одна из важнейших черт земной поверхности, но и в этой черте далеко не все просто. Конформность — соответствие неровности рельефа форме постепенно обнажающегося геологического тела — зависит и от времени, а также скорости такого обнажения. Так возникает понятие о возрасте какой-либо формы рельефа либо их совокупности на каком-то участке. На первых фазах обнажения степень конформности может быть очень высока, геологическое тело тщательно препарируется экзогенными силами, но затем избирательная препарировка может перейти и в массовое, сплошное разрушение.

Что же такое возраст рельефа? Почему это понятие так широко применяется в геоморфологии? Земля как планета имеет свой возраст около 4 млрд, лет, хотя точно его определить невозможно. Имеют возраст и горные породы, не говоря уж о живых организмах, для которых здесь все понятно. Но могут ли иметь свой возраст формы рельефа, формы сами по себе? По этому вопросу геоморфологи давно спорят и, кажется, будут еще спорить. Давайте прибегнем к некоторым аналогиям из области той же скульптуры.

Имеют ли возраст в обычном понимании «Мыслитель» О. Родэна или «Иван Грозный» М. Антокольского? Созданы они приблизительно в одно время — во второй половине прошлого века, и мы можем говорить о том, сколько времени прошло с их создания. И только. В скульптурах художественно сочетаются и форма, и материал, и внесенное их творцами идейное содержание. Они долго сохраняются в своем единстве и реальности, но время их создания может специально занимать только искусствоведов (по нему, как и по художественным достоинствам, эти, как и всякие другие настоящие скульптуры, будут причислены к тому или иному направлению в истории искусства). Принадлежность к истории и возраст какого-либо явления — вещи определенно разные. Мы не можем говорить без смысловой несообразности о «возрасте» разрушения Трои, хотя оно произошло в начале II тысячелетия до н. э., или победы русского войска на Куликовом поле, бывшей в 1380 г. Так и в природе. Со времени своего первоначального образования земная кора сохранялась, но разве это та самая кора, что была в начале? Конечно, нет. Все преходяще, но не все «кружась исчезает во мгле»… Реально бывшее и затем исчезнувшее сохраняется в реальной истории и перемещаемой из поколения в поколение человеческой памяти.

Вернемся к рельефу. О его возрасте можно говорить только условно как о времени возникновения из «не-рельефа», из почти или вполне равнинной поверхности, о развитии в каком-то определенном направлении и сохранении за это время его основных морфологических черт. Так как действие рельефообразующих и тем самым рельефоизменяющих сил непрерывно, то, вообще говоря, формы земной поверхности не имеют возраста. Имеет значение только историчность рельефа, привязанность его реалий (конкретных состояний) к каждому отдельному моменту истории Земли. Нельзя сомневаться, что окружающий нас рельеф современен нам, а мы — ему, другое дело, что в нем сосуществуют разновременные элементы — ранее созданные и ныне разрушающиеся, реликтовые и новые, продолжающие свое развитие. Таким образом, рельеф земной поверхности, с одной стороны, имеет современный «возраст», он и поныне, ежегодно и ежечасно, преобразуется, а с другой — к своему современному виду он пришел исторически, путем перемен и даже коренных преобразований былых рельефов, сохранив морфологические следы этих перемен. Формы рельефа в точном значении современны. Но вместе со своим вещественным материалом это исторические категории, и мы в состоянии определять время, когда они возникли и существовали, изменяясь какое-то время очень мало, но все-таки изменяясь.

Таким образом, получается, что и кратковременное нагромождение валунов и глыб, вынесенное к устью реки во время только что бывшего грозного паводка, т. е. селевой вынос, и уцелевший где-нибудь высоко на склоне долины уступообразный остаток речной террасы, созданной очень давно, в то время когда днище самой долины находилось на ее уровне, современны, так как входят в современный рельеф. Но остатки террасы на _ склоне — это еще и следы истории, ее реликты. Их сохранение на долгое время после «геоморфологической смерти», т. е. после прекращения развития по тому пути, который их когда-то создал, указывает лишь на особые условия, в которых такие древние формы доживают свой век.

Понятие о возрасте рельефа возникло в конце прошлого столетия, его основоположником был В. Дэвис. Наблюдая различные по своим очертаниям типы рельефа, он пришел к непреложному выводу, что рельеф, как и все явления в природе, изменяется, т. е. развивается. Начинаясь с «нерельефа» — равнинной поверхности, в результате или по мере ее тектонического поднятия страна проходит первую стадию мелкого, еще плохо «организованного» эрозионного рельефа — стадию юности. Позже, на следующей стадии — молодости, рельеф становится глубоко расчлененным, геоморфологические процессы, особенно эрозия, идут бурно, создается выразительный горный рельеф. Если не происходит новых тектонических поднятий, страна с развитой долинной сетью постепенно снижается, долины становятся все более широкими, склоны пологими, водоразделы низкими. Это стадия зрелости. Позже и она сменяется стадией холмистой, или волнистой, равнины с остатками былых возвышенностей. Это стадия дряхлости. На месте когда-то бывшей здесь горной страны опять возникла «почти-равнина», или пенеплен. Цикл развития рельефа закончился. Но на любой стадии он может быть прерван тектоническим поднятием или опусканием, когда (во втором случае) начнется заполнение еще «незрелых» речных долин наносами рек, теперь уже неспособных переносить их, как раньше, в своих руслах. Законченный эрозионный цикл может повториться, и в природе на самом деле повторяется при новых поднятиях, но уже на базе ранее образованной «почти-равнины», или пенеплена.

Эти взгляды были В. Дэвисом перенесены с эрозионного на ледниковый, пустынный и другие циклы, когда при развитии рельефа во главе угла стоят не эрозионные, а другие разрушительные процессы. Представления В. Дэвиса быстро завоевали признание и географов, и геологов. Этому способствовали, по словам нашего выдающегося геоморфолога Я. С. Эдельштейна, сама простота концепции и изящество аналогии жизни рельефа и живого существа. Выражения «молодой», «зрелый», «дряхлый» рельеф приобрели значение научных терминов.

Впоследствии идеи В. Дэвиса подверглись серьезной критике, но их рациональное зерно сохраняется и доныне. Мы и теперь говорим о молодом, зрелом, дряхлом рельефе, учитывая и стадию (характер) его развития, и интенсивность (энергию) протекающих процессов расчленения местности и на глубину, в речных долинах, и в ширину — в сторону водоразделов. Самое же главное мы учитываем морфологию, внешний облик рельефа, по которому с успехом можем судить и о направлении его естественного развития, т. е. при невмешательстве человека в ближайшем геологическом будущем на многие тысячи лет. И теперь становится ясно, что «морфологический возраст рельефа» не есть просто возраст в обычном понимании и изящество аналогии исторических ступеней рельефа с разными стадиями в жизни человека никоим образом не говорит о их тождестве, о полной аналогии. Например, возраст Урала как горной страны мы с полным основанием (но памятуя об условности термина) можем назвать зрелым, рельеф Памира или Главного Кавказского хребта — молодым или юным, рельеф северного Казахстана или юго-восточного Забайкалья — старым.

Здесь мы ясно видим, как формы рельефа одним своим внешним видом поясняют нам некоторые важные стороны своей «биографии».

Говоря об историчности, о «возрасте» рельефа в приведенном условном смысле, нельзя не сказать и о том, что формы рельефа, будучи теснейшим образом связанными одни с другими и переходя одни в другие в пространстве, в определенных случаях имеют прямую связь и во времени, образуясь одновременно, последовательно, с заметными перерывами и без таковых. Существование особой временной связи между ними логически можно было бы предполагать заранее, исходя из той простой истины, на которую уже указывалось, что формы рельефа, как бы их ни характеризовать, как переходящие друг в друга кривые и плосколоманные поверхности или как полузамкнутые (условно ограниченные снизу плоскостью горизонта) объемы, неизменно переходят в другие, соседние формы и не могут находиться в полной изоляции. Так, склон горы обязательно перейдет в ее вершину или подошву и т. д. Памятуя о сказанном, мы можем, например, утверждать, что и между Гималаями и впадиной Байкала такая связь существует, ибо это части единой земной поверхности, и между Байкалом и, скажем, Эверестом находится множество промежуточных выпуклых и вогнутых неровностей, плавно или резко переходящих друг в Друга. Это горные системы и разделяющие их пониженные пространства Центральной Азии. Такой вывод неоспорим, но в то же время из него вовсе не следует, что между названными всемирно известными формами рельефа существует иная связь, кроме опосредованной морфологической. Даже то положение, что Байкал и Эверест в геологическом смысле могут считаться сверстниками, ничего не добавляет. Мало ли у всех нас самих сверстников на земном шаре! Речь идет, таким образом, 0 другом — об одной из многочисленных цепей явлений природы, которые составляют естественные историко-генетические ряды. Так мы нащупываем особую связь форм рельефа, составляющих какой-либо геоморфологический, например долинный, ряд, — функциональную.

Распределение, сочетание, сложность или простота очертаний, близость, удаленность, сходство, различие, размерность — все эти свойства или признаки входят в наше конкретное живое представление о рельефе, они являются в полной мере морфологическими признаками, передающими разные стороны пластики рельефа. А поскольку все они объединяются в общей земной поверхности, подверженной постоянным изменениям, вся система морфологических связей не может быть свободна от динамической, следовательно от функциональной, нагрузки. Под этой последней понимается «работа», выполняемая каждой неровностью рельефа в поддержании существующего геоморфологического, даже шире — географического режима. Если сменяются в своем направлении или интенсивности условия, определяющие в целом такой режим, т. е. тектоника и климат, эта работа будет автоматически содействовать новой перестройке. Поднялся уровень грунтовых вод — земная поверхность начинает соответственно преобразовываться. Изменится господствующее направление местных ветров — изменятся формы навевания и выдувания. Увеличится влажность климата, усилится речной сток, и поверхность поймы преобразуется в низкую террасу. Примеры можно приводить до бесконечности.

О «работе», выполняемой формами рельефа, можно, кажется, говорить и в прямом, физическом, и в переносном смысле. Они сами возникают, как мы видели, в поле тяготения как следствие и выражение обмена массой — энергией между недрами и поверхностью планеты. Вместе с тем неровности рельефа сами по себе (поскольку каждая из них есть объединение склоновых поверхностей) стимулируют долю этого потока в доле земного пространства и в доле геологического времени.

Вершинное плато (4000 м над уровнем моря) гор Иха-Богдо в Гобийском Алтае

В край вершинной выравненной поверхности вгрызаются ключевые воронки (ниши), из которых затем развиваются долины.

Зарисовка Г. Ф. Уфимцева по фотографии С. Д. Хилько

Представим себе вершинное плато, столь свойственное сибиретипным горам, о которых уже было рассказано. Это плато Ихэ-Богдо в Гобийском Алтае. Его плоская поверхность ограничена ниспадающими во все стороны склонами, а в самые края врезаны ключевые ниши, часто имеющие каровую — чашеобразную форму. Здесь, на самом перегибе плато, начинается эрозионное «обкусывание» его краев. Очевидно, что ключевые ниши функционально связаны с вершинными плато, но последнее не связано с ключевыми нишами функционально. Оно могло бы существовать неопределенно долгое время и без них. Начнем теперь спускаться вниз. Ключевые ниши превращаются в эрозионные воронки, они приобретают линейный характер и очертания узкой, затем все более широкой речной долины. Между нишами, врезами и оформившимися долинами поддерживается не только гидродинамическая связь (сток но непрерывному естественному каналу), но и связь морфологическая, прямая и обратная, обеспечивающая непрерывность нашего ряда или цепи, но только прямая в функции перемещения рыхлого материала и углубления русла.

Мы идем далее вниз по долине и своими глазами видим, как эрозионная система все время усложняется, но Функциональные зависимости сохраняют свой односторонний, однонаправленный характер. Дальше следуют одно за другим устья долин-притоков, наконец, устье главной Долины, которая все еще, морфологически прекращая свое существование, продолжает на некоторое время и расстояние свое функциональное воздействие на «принявшую ее в свои объятия» форму рельефа — межгорную впадину, озерную котловину и т. п. Это воздействие (конус выноса, дельта) — последняя дань нашей системы на крайней точке ее существования, отдаваемая иной, новой геоморфологической системе.

Общая функциональная картина в приведенном примере ясна. Ясна она и в случае любой системы «водораздел — склон — подошва» И в любой другой геоморфологической обстановке, если она определена цепью «деятельных форм», участвующих как целое в перемещении какой-то доли, сколь угодно малой или большой, потока массы — энергии.

В нашем вполне тривиальном примере отдельные части речной долины, функционально связанные, связаны также морфологической непрерывностью и составляют генетический, как бы потомственный, ряд. Остается вершинное плато, на котором мы видели начало такого ряда, видели верховье долины и оттуда начали спускаться. Это вершинное плато выпадает из нашего морфологического, генетического и функционального ряда. Морфологически оно совершенно чуждо ключевой нише, генетически не имеет с этой нишей ничего общего, функционально никак с ним не связано. Плато — это реликт по отношению к долинному рельефу, развивающемуся за его счет, разрушающему свою материнскую поверхность. Диалектика развития и здесь выступает со всей очевидностью.

В нашем примере может остаться неясным, однако, являются ли вершинное плато и отходящая от него речная долина одновременными или неодновременными формами? Как форма, производная от плато, долина должна быть моложе, она разрушает уже готовое. На самом деле, если плато и старше, то оно тоже продолжает развиваться, например, уплощаться в своих внутренних частях, куда еще не проникла эрозия. Ведь и долина и плато входят в современный рельеф, продолжающий развиваться. Зато мы на нашем примере ясно видим, что разрушительная энергия зарождающейся на краю плато речной долины много выше энергии постепенного дальнейшего уплощения вершины Ихэ-Богдо, идущего под влиянием температурных колебаний, усыхания и водонасыщения, воздействия горного ветра и т. п. Здесь мы снова видим, какое значение имеет в науке морфологический возраст рельефа. Плато — зрелая или древняя форма, если и развивающаяся, то явно медленно. Долина, начиная с самых истоков, агрессивная, ускоренно растущая молодая форма.

Если бы мы имели дело с наблюдениями только по указанному адресу, в Гобийском Алтае, то могли бы признать за вершинным плато Ихэ-Богдо только морфологическую древность. Но вершинные плато — характерная черта огромного большинства сибиретипных гор, и ученым давно стало ясно, что она отражает собой былое существование полуравнинной поверхности, называемой древним пенепленом. Этому были найдены кое-где прямые геологические доказательства — остатки речных долин и речных отложений. Значит, сибиретипные горы — результат общего подъема земной поверхности на огромном пространстве, а вершинные плато, «гольцевые плоскотины», как говорят в Сибири, — это более или менее искаженные остатки, т. е. подлинные реликты исходной поверхности.

Мы рассмотрели долинный рельеф как функционирующую деятельную систему, могли убедиться в его, что называется, организованности, ибо долинная сеть данного бассейна данной реки и морфологически и гидрологически — это нечто цельное, крепко увязанное и внутренне — процессом развития, и внешне — своей морфологией.

Ну, а как быть с другими системами и выражающим их рельефом, например карстовым? В карстовом рельефе различного рода углубления: пещеры, поноры, колодцы, воронки, провалы — на поверхности не имеют морфологической связи, так как это формы выщелачивания, растворения податливых им горных пород, особенно известняков. Это хорошо видно в так называемом «голом карсте», почти лишенном из-за недостатка воды почвенного и растительного покрова. Классические карстовые ландшафты — некоторые районы Югославии, нашего горного Крыма. Своеобразен также «башенный карст» Китая, Вьетнама. Но и эта геоморфологическая система, оказывается, тоже хорошо «организована», но посредством не наружных, а внутренних форм растворения. И процесс развития карстового рельефа, определяемого во всем главном развитием связного (тоже морфологически и гидрологически) подземного рельефа, так же как в эрозионном рельефе, может протекать и замедленно, и ускоренно, создавать и молодые, и древние формы. Об этом говорят порой внезапные поверхностные и подземные провалы, источники с огромным дебитом типа «воклюз», которые, следуя А. Блоку, можно было бы назвать «безумными ключами».

А как же быть с эоловым рельефом, создаваемым ветром на обнаженных сухих песках? Здесь тоже нет затруднений по части функционирования отдельных его частей. Даже разобщенные формы — отдельные котловины выдувания или единичные барханы, лишенные непосредственной связи друг с другом, если их рассматривать внимательно, — оказываются небольшими функциональными системами. Их наветренный склон независим от каких-либо других форм, зато подветренный, как и «рога», функционально ему подчинен. И в самом деле, пространство, отделяющее один бархан от другого (это обычно поверхность ровного твердого грунта), выпадает из общего понятия об эоловом рельефе, поскольку имеет не аккумулятивно-эоловое, а другое происхождение и иное направление развития.

Познакомимся теперь еще с одним явлением, которое назовем «двойственностью процесса рельефообразования». Замечая признаки этой двойственности в природе, мы снова убедимся, что формы рельефа могут многое рассказать о себе сами.

Размыв коренных (а вместе с ними нередко «наносных», но древних) пород на приподнятых местах и накопление продуктов этого разрушения в понижениях давно и, без сомнения, задолго до создания системы научных знаний о природе обратили на себя внимание человека как явления, с одной стороны, тесно связанные друг с другом, а с другой — противоположные по своей сути. Очень возможно, что связь накопления, например, речных отложений с размывом, служащим в данном случае при-ч чиной, была осмыслена и использована на практике еще в глубокой древности, например в Египте 5–6 тысячелетий тому назад, так как древние египтяне знали и драгоценные камни, и золото, добывая их, вероятнее всего, из россыпей. Сейчас сделано очень много для понимания механизма образования речных и иных рыхлых отложений и россыпей в них как широко распространенных месторождений многих ценных минералов, не только золота и платины. Но всех тонких деталей этого механизме мы до сих пор не знаем, настолько он сложен и изменчив в разных местах и даже внутри одной (единственной) долины.

Примем самую упрощенную схему развития речной долины. Двуединость этого процесса очевидна. В верховьях создается глубокий начальный врез, в среднем отрезке можно встретить участки и размыва, и накопления отложений. И так до устья долины. Чередование участков размыва и накопления может происходить многократно и вдоль и поперек долины. В местах своего вскрытия долиной геологические тела, разрушаясь, преобразуются в формы рельефа. Самим фактом вскрытия пробуждаются к жизни доселе скрытые, нереализованные возможности геологических тел и слагающих их горных пород, возможности обрести новую, «открытую», искаженную и обычно более сложную форму. Так, при выходе на дневную поверхность из тьмы недр, или, как говорят, экспонируясь, геологическая форма становится формой геоморфологической. Та и другая могут совпадать только в очень редких случаях.

Совсем иную картину мы видим там, где происходит накопление осадков, их аккумуляция. Здесь тоже создаются новые геологические тела и их формы, но совершенно другого вида и способа образования, не путем рассеяния и удаления обломков вниз по склону или руслу реки, а путем концентрации привносимого материала. Поверхности такой аккумуляции, границы слоев — это ведь тоже геоморфологические очертания аккумулятивных тел. Так создаются пласты, слои, линзы песков, глин, галек и т. д. Из сложности здесь возникает простота как следствие движения вещества в относительно однородной, хотя и высокодинамичной среде, в воздухе, в воде, как следствие подчиненности полю силы тяжести. Непрерывное стремление всех частиц осадка к осаждению с образованием слоя связано с симметрией этого поля, о чем мы еще скажем позже.

Продолжая рассматривать пример речной долины, спустимся теперь к ее устью. Малые речки или пересыхающие водотоки заканчиваются конусами выноса — аккумулятивными телами, в которые «сбрасывается» весь принесенный материал, образуя характерную коническую поверхность, — следствие той же симметрии поля тяготения. Огромные плоские дельты рек — это тоже конусы выноса, но в громадном масштабе (дельты Волги, Лены, Нила и др.). Нетрудно видеть, что в случае размывами имеем дело с частичным разрушением, деструкцией земной коры, в случае аккумуляции, напротив, видим созидание, какую-то новую конструкцию. Они теснейшим образом связаны и как бы проникают друг в другая.

Одним из самых общих познанных противоречий как двигателей в развитии материи является противоречие общего и частного, соединения и разъединения, син- и дискретности, интеграции и дезинтеграции. Понятия эти, даже без углубления в их диалектическую сущность, — одни из самых исходных и фундаментальных в человеческом мышлении. Новой физикой показано, что отражаемые этими понятиями свойства материи присущи и макро- и микромиру, вплоть до внутреннего мира частиц, еще недавно считавшихся элементарными. Оказалось, что последние состоят из еще более элементарных частиц. Что, может быть, и еще не все!

Понятия о целом и частном, объединении и разъединении содержат в себе количественную сторону, давно использованную в математике, но из них может быть выведено в самом общем виде и понятие о форме. В самом деле, частное предполагает вполне определенное отношение к целому. Но это и есть форма, предусматривающая необходимость сближения с другими частями, а общее или целое прямо указывает на наличие связей, направленных в него самого, т. е. формы внутренней. Методологическая ценность таких понятий проверена всем опытом научного мышления. На них в конечном счете основаны такие приемы мышления, как дедуктивный (от общего к частному) и индуктивный (от частного к общему), испытанные в многовековом познании конкретных форм и явлений природы. И конечно, не геоморфологии как одной из самых морфологических наук проходить мимо них. В такой постановке вопроса как будто сохраняет свой смысл понятие об отдельной, в какой-то мере целостной, но частной форме рельефа в ее отношении к рельефу как части к целому. Несколько сложнее обратная логическая операция — представление о «делимости» рельефа, поскольку он сам — тоже есть форма какого-то участка земной поверхности, в которой (форме) «отдельные» формы могут существовать, лишь существуя вместе с другими формами. Но отделение одних форм от других в таких случаях крайне условно, и их можно рассматривать в лучшем случае как«полунезависимые» предметы научного исследования.

Соответственно существованию в нашей науке двух классов форм рельефа — денудационного и аккумулятивного, отличающихся способом своего образования, необходимо еще различать формы первичные и вторичные, производные.

Первичные — все те, что образованы кратко- и долговременными скоплениями вещества, их очертания обусловлены самим процессом скопления. Они крайне разнообразны по виду и размеру. Таковы и величественные конусы вулканов, и остовы целых нагорий в обобщенном их виде, образованные вздутиями земной коры под влиянием восходящего потока массы — энергии, это и мощные слоистые накопления осадочного материала — покрышки террас, донные отложения водоемов, конусы выноса и дельты устьев рек, и навеянные ветром дюны, и бугры пучения в северной тундре. Великое их множество соответствует и великому разнообразию форм и размеров.

Вторичные формы рельефа — формы, возникающие за счет других, ранее созданных путем их слияния, объединения либо же, напротив, путем разделения, расчленения, распада на неровности более высокого порядка. Именно в них проявляется со всей отчетливостью делимость рельефа на более мелкие, дробные элементы. Именно им наши земные ландшафты обязаны своим разнообразием, пестротой, живописностью, а эти свойства обязаны, в свою очередь, различию в работе агентов, выполнявших или выполняющих операцию деления. Так создаются типы рельефа, разные по характеру и густоте их расчленения — от овражно-балочного через холмистый или грядовый до горного, высокогорного, альпийского. Также постепенно объединяются и вырастают, превращаясь в мощные горные хребты, первоначально низкие и часто изолированные поднятия. Так, выстроенные в одну линию по фронту горной цепи конусы выноса растут, постепенно смыкаются нижними, а потом и верхними краями, образуя наклонную в сторону от гор и волнистую вдоль них равнину.

Процессы объединения малых форм в более крупные протекают обычно медленнее, чем противоположные им процессы разделения, хотя и те и другие обслуживаются как экзо-, так и эндогенными силами. Последние, действуя более локально и импульсивно (извержения вулканов, землетрясения), очень наглядны, внешние же экзогенные силы по своему распространению более универсальны, постоянны, и, хотя обращают на себя внимание только в случаях особо высокого напряжения (ураганы, наводнения, обвалы, оползни склонов), но такие случаи бывают чаще, их воздействие на земную поверхность более обыденно, поэтому, возможно, даже геоморфологи не всегда обращают на них особое внимание.

Процесс объединения форм рельефа в неровности более общего, как говорят низкого, порядка независимо от самого механизма объединения предложено назвать «геоморфологической интеграцией». Это понятие обладает высокой общностью, так как слагаемые в нем геоморфологические элементы, утрачивая свою индивидуальность, свою специфическую форму, приобретают новую форму, специфическую для их объединения. В то же время следует предположить, что такая новая форма, поглотившая предыдущие, в какой-то степени должна сохранять морфологические черты последних (пример: наложенные друг на друга конусы выноса отдельной пади, составившие общий интегральный конус).

Очень показательным примером более крупных объединений является образование как процесс и само существование в качестве формы косых подгорных равнин. Эти широко распространенные в горных странах крупные формы рельефа слагаются речными и паводковыми конусами выноса рек, временных водотоков, а также струйчато-дождевых потоков. Каждый «яростный» паводок не только выносит на свой конус новый материал, но частично размывает старый. Значит, каждый подобный конус, если говорить точно, имеет смешанное денудационно-аккумулятивное происхождение, в котором, однако, ведущую роль играет накопление, а второстепенную — размыв. Мы уже видели, что косые подгорные равнины — результат интегрирования множества подобных остаточных (далеко не всех ранее существовавших, частью полностью смытых) конусов выноса. Несмотря на далеко не идеальную коническую поверхность их общей поверхности, она все же морфологически проще, чем составившие ее конусы. Такая равнина — результат осреднения образовавших ее частных форм, она развивается как бы в две стадии. В начале интегрируются во все более крупные и мощные формы конусы смежных долин или падей. Во вторую стадию, разрастаясь, конусы сливаются в новую морфологическую цельность, сохраняющую, однако, черты их подобия в виде продольной волнистости.

Так образуется подгорная наклонная равнина, сложенная материалом разрушения гор

Первичные изолированные конусы выноса, одновременные ранней стадии поднятия гор, постепенно расширяются и соединяются в единую наклонную от гор волнистую поверхность. Тыловой шов (задний край) этой поверхности примыкает к скалистым склонам гор

Нетрудно видеть, что понятие геоморфологической интеграции, так же как деления, дезинтеграции, предполагает наличие некоторого множества и, следовательно, количества каких-то элементов, В своем обобщенном виде все эти явления имеют, конечно, и историко-генетическую подкладку.

Наряду со сказанным отметим, что сами интеграция и дезинтеграция могут обеспечиваться очень разнообразными геоморфологическими процессами и механизмами. Но это уже другой вопрос, детализация. И, даже принимая во внимание подобные детали, мы видим, что формы рельефа многое могут рассказать о самих себе сами.

Интеграция и дезинтеграция, и это совершенно ясно, противоположны по своей исторической и динамической роли в жизни рельефа, но и они немыслимы, и в самом деле не могут существовать друг без друга. Это и есть основные противоречия в развитии морфологии земной поверхности, а их борьба — стремление к преобладанию одного над другим — приводит к перевесу, обозначаемому префиксами «ин-» или «де»-, только в малой доле пространства и на короткий промежуток времени. Два этих начала с первых моментов истории Земли соперничали, соперничают и будут соперничать за раздел суши и дна океана. Их нельзя считать отражением созидательного и разрушительного начал в природе. И то и другое (не игра слов) включают в себя то и другое. Это и есть главная пружина развития рельефа, его истории. Она не сводима к простому взаимодействию экзогенных и эндогенных сил, имеющих различные энергетические источники — внешний и внутренний, так как они выполняют лишь конкретные «технологические» функции.

Мы не должны, однако, упускать из вида небесконечное развитие Земли как планеты, необратимый, поступательный, все более сложный процесс ее развития в прошлом, настоящем и будущем геологического времени. А не упускать этого из вида — значит признать, что медленно, но верно, в течение миллионов и миллионов лет, перевес переходит все же на сторону дезинтеграции. Усложняясь, состав и строение земной коры, взаимодействие ее внутренних и наружных оболочек с неизбежностью должны вести и к усложнению рельефа Земли. Мы на сегодня только не знаем, какую действительную роль сыграет в этом человечество.

СИММЕТРИЯ В СКУЛЬПТУРАХ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

…Исследование симметрии разнообразных природных объектов и сопоставление его результатов является удобным и надежным инструментом познания основных закономерностей существования материи.

И. И. Шафрановский

Зримая гармония… Так Гегель назвал симметрию. В то время симметрию замечали преимущественно в зрительных образах, еще не зная, что это некоторая, свойственная всему сущему всеобщность, с той или иной точностью отражаемая нашим сознанием. Гармоническое начало, заложенное в симметрию и тесно связанное с началом эстетическим и его нормами, усвоенными человеком еще в каменном веке, всегда было каноном пластических искусств. Нет сомнений, что оно было заимствовано из наблюдений за гармоническими соотношениями в окружающей природе. Школу понимания или, лучше сказать, разумно-эмоционального восприятия симметрии для первобытного человека составили, вероятно, цветы и листья, стебли трав и стволы деревьев, внешнее строение птиц, животных, кристаллов… Сознание (не понимание!) симметрии возникло, повторяем, на заре развития человечества, но и доныне явления симметрии не только восхищают, но и удивляют нас своей какой-то «таинственной» всеобщностью, своего рода властью как над живой, так и мертвой природой. И если так, то симметрия свойственна и формам земной поверхности и геоморфология не может пройти мимо нее. Тем более что здесь нас ждет много интересного и даже несколько неожиданного.

Симметрией, т. е. соразмерностью, в наше время называют, отвлекаясь от каких-либо эстетических художественных норм, особенность вещей и явлений как сколь угодно малого, так и сколь угодно большого масштаба, непосредственно связанную с их структурностью и выражающую эту структурность. Саму же структуру здесь можно обозначить, как в чем-то или как-то упорядоченное строение, хотя мы и впадаем тут некоторым образом в тавтологию. Различают симметрию в логике, математике, кристаллографии, физике (причем как в макро-, так и в микромире), биологии и т. д. И. И. Шафрановский, знаток учения о симметрии, показал, что явления симметрии широко распространены в геологии и геоморфологии, а что касается самих геоморфологов, то они нередко пользуются ее понятиями, даже не вдумываясь в теорию. Для всякого естествоиспытателя, склонного к обобщениям, существенны и логический и математический, прежде всего геометрический, углы зрения, поскольку, очевидно, формы рельефа, как и всякие другие относительно простые формы, допускают известную геометризацию.

Не следует упускать из вида и философскую сторону. Симметрия, как и асимметрия (несоразмерность), — это категории познания, логическая основа которых — диалектика тождества и различия. В. С. Готт предложил следующие их определения: симметрия и асимметрия суть категории, обозначающие соответственно процесс существования и становления в определенных условиях и отношениях тождественных моментов между различными и противоположными состояниями явлений или же, напротив, различий и противоположностей внутри единства, тождества, цельности явлений мира. Эти положения, в которых нетрудно видеть распространение на явления симметрии и асимметрии одного из самых общих законов диалектического материализма — закона единства противоположностей, должны быть полностью отнесены и к явлениям геоморфологическим.

Учение о симметрии возникло давно, хотя, как мы видели, гораздо позже «чувства симметрии», уходящего в тьму веков. С особым успехом оно было приложено к кристаллографии и стало ее основой. Классики этой науки, применяя понятие о симметрии, ее осях и плоскостях, довели кристаллографию, по существу, до математической точности. К разнообразным другим явлениям природы законы симметрии были приложены очень многими учеными и в нашей стране, и за границей. Наиболее крупный вклад в учение о симметрии из наших соотечественников внесли Е. С. Федоров, А. В. Шубников, Д. В. Наливкин, В. И. Вернадский, И. И. Шафрановский, а из зарубежных — А. Лаппаран и особенно П. Кюри. Здесь нет нужды излагать стройное учение о симметрии, в общедоступной увлекательной форме это сделано в книгах А. В. Шубникова, И. И. Шафрановского, А. С. Компанейца. Коснемся только некоторых общих положений.

Сущность симметрии, как пишет И. И. Шафрановский, — закономерная повторяемость фигур или частей еамосимметричных фигур, при которой в классической симметрии требуется равенство таких фигур или их частей. Законы симметрии выявлены в геометрической кристаллографии с помощью так называемых элементов симметрии — вспомогательных геометрических образов в виде особых точек, линий и плоскостей, по отношению к которым закономерно расположены равные части симметричных фигур. Для конечных фигур такими образами служат: центр инверсии (обозначается по интернациональной системе как |), плоскость симметрии (m), ось симметрии (n), сложная ось симметрии (ñ). Очень важными элементами служат также плоскость скользящего отражения и винтовая ось симметрии. Подробные разъяснения, а также конкретные примеры читатель найдет в учебниках кристаллографии и литературе, рекомендуемой в конце книги.

Краеугольным камнем современного учения о симметрии является универсальный принцип П. Кюри: если несколько явлений природы накладываются друг на друга, образуя одну систему, их диссимметрия складывается и в результате остаются лишь те элементы симметрии, которые являются общими для каждого явления, взятого в отдельности. При этом Кюри рассматривал симметрию, как состояние пространства, характерного для среды, где происходит данное явление. Что же такое диссимметрия? Достаточно ли определить ее как простую противоположность симметрии, т. е. как несоразмерность или недостаточную соразмерность? Кюри считал, что диссимметрия — это совокупность отсутствующих элементов симметрии. Он утверждал, что именно она, диссимметрия, творит явления. В нашей литературе подчеркивалось, что диссимметрию часто смешивают с асимметрией, т. е. полным отсутствием симметрии, тогда как вторая лишь частный случай первой. Указывалось также, что диссимметрия — это вовсе не какая-то зияющая черная пропасть, бесследно поглощающая элементы общей симметрии, что последние в ней не исчезают без остатка, а превращаются в криволинейные оси и плоскости (И. И. Шафрановский). Таким образом, диссимметрия не самостоятельное начало в природе, а некая ущербность, несовершенство симметрии. Почему же в таком случае именно какие-то элементы диссимметрии необходимы для «творения явлений»?

Чрезвычайно интересная и глубокая мысль П. Кюри заключает на первый взгляд много спорного, так как словно бы содержит в себе отрицание той, на каждом шагу встречающейся «власти» симметрии над всем зримым и незримым миром, соответственно передавая эту власть как бы противостоящей ей диссимметрии. Но в то же время мы чувствуем, что в конце концов Кюри прав. В его определении диссимметрия не что иное, как совокупность отсутствующих элементов симметрии, и, оглядываясь на окружающий нас мир, мы в самом деле видим во всех вещах и явлениях не симметрию, а сочетание симметричного и диссимметричного. Идеально симметричное существует только в абстракции, например в математике, особенно в геометрии, но попробуйте не представить себе, а создать своими руками (либо нейти в природе) такую фигуру, в которой две ее части идеально точно совмещались бы через плоскость симметрии. Как бы ни была точна работа, идеальная симметрия недостижима, возможны только более или менее точные приближения к ней. Так полная и абсолютная симметрия предстает перед нами как некий идеал. Если так, то во всей природе, как, кстати, и в мире не воображаемых, а реальных кристаллов, мы имеем дело лишь с приближениями к симметричным отношениям и именно эти степени приближения, прибавления или убавления (часто очень большие) элементов симметрии и дают нам подлинную картину явлений, их «творение». В самом деле, вы никогда и нигде не найдете совершенно одинаковых цветка, листа, кристалла одной «породы». Нет, конечно, совершенных, абсолютных физических или психических двойников и среди людей.

Заметим еще, что советские ученые в последние десятилетия существенно дополнили учение о симметрии введением в него понятий о симметрии подобия, криво линейной и динамической симметрии. Все они очень важны для понимания природных явлений. Их общий cmbicj улавливается в самих названиях.

Имеются свои преимущества в рассмотрении рельефа земной поверхности в разных проекциях. Они не заменяют объемного представления, но обладают своей долей наглядности и убедительности. Различные приемы и модификации плановой проекции употребляются при составлении топографических карт, в которых изогипсы (линии равных высот) дают возможность легкого «чтения» рельефа, что делает такие карты незаменимыми для ориентировки на местности или для составления с их помощью карт самого разнообразного содержания. Отсюда и идет широко распространенное название «топографическая основа». В плановой проекции дешифрируются (расшифровываются) аэро- и космофотоизображения земной поверхности. Вместе с тем постоянно обращаются и к проекции вертикальной, на которой лучше отображаются наши привычные представления о рельефе — его глубине или степени выпуклости. Формы рельефа — явления объемные и нуждаются в показе в трех измерениях, но очень многое о них говорит нам и их профиль, по-видимому, потому, что зрительное восприятие какой-либо неровности с(стороны, т. е. сбоку, а не сверху, в наибольшей степени соответствует нашему жизненному опыту. Во всяком случае составление профилей рельефа занимает в геоморфологии очень важное место и часто служит главным источником сведений при решении как теоретических, так и практических вопросов: при проведении каналов, трассировании дорог и трубопроводов, выборе линий электропередач и многом другом. Вместе с тем именно профили раньше всего обращают наше внимание на такие особенности рельефа и отдельных его форм, как симметрия и диссимметрия.

Нам Известно, что, кроме кристаллографии, учение о симметрии успешно применяется в биологии, особенно в морфологии животных и растений, причем биологам удалось открыть даже новые виды симметрии. Важным событием в науке явилось открытие функциональной асимметрии полушарий человеческого головного мозга. Было доказано, что если правое полушарие ответственно за усвоение чувственных сигналов из внешнего мира, то левое их синтезирует и обобщает.

О несовершенной симметрии, т. е. диссимметрии правой и левой стороны человеческого тела, в частности лица, знал и учитывал ее в своих бессмертных творениях Микеланджело, знали о ней, вероятно, и скульпторы античности, так как в противном случае в лицах их статуй отсутствовало бы выражение (вспомним лица кукол). Примеры в том же духе можно было бы приводить во множестве, причем из самых различных областей мертвой и живой природы. Но как использовать симметрию при изучении рельефа, столь сложного и даже кажущегося хаотичным, например, в горных странах? Оказывается, можно и должно с позиций собственно морфологического подхода, о котором шла речь в предыдущем разделе. Это возможно и в плане самого широкого понимания симметрии «как свойства неизменности некоторых сторон, процессов, явлений, отношений материальных объектов, в частности законов природы, относительно некоторых групп преобразований». Такое определение, заимствованное из «Философской энциклопедии», может быть проиллюстрировано следующим примером. При существующих различиях полей силы тяжести Земли, Луны, Венеры и Марса общие закономерности скопления, как и рассеивания, на их поверхности рыхлых масс остаются едиными. Они легко сравниваются и опознаются, как это явствует из снимков, сделанных с помощью космических аппаратов. Геометрическое, геоморфологическое и лежащее в их основе динамическое подобие мы видим в кратерах всех этих планет, а также и Меркурия. Известно, также, что Олимп — гигантский вулкан на Марсе — имеет форму, близкую к вулканическим конусам Земли.

В геоморфологии свойства симметрии и сопровождающей ее как тень диссимметрии оказываются полезными как в теории, так и в практике этой науки. На первый взгляд кажется, что земная поверхность — это царство диссимметрии. В самом деле, овраги, например, ветвятся в плане неравномерно, образуя ветви разной длины и рисунка; склоны речных долин имеют разную крутизну, скалы образуют обрывы обычно с одной стороны и т. д. Но достаточно изменить угол зрения, использовать другое направление мысленного сечения (вот здесь и выступает с особой наглядностью роль профилей), Как мы увидим, что, например, волновая рябь на мелководье, косы, пересыпи, прибойные (береговые) валы морей и озер, песчаные дюны, многие овраги и промоины, так называемые курчавые скалы (выступы коренных пород, обработанные ледником при его движении), карстовые воронки, просадки грунта и т. д. дают нам множество образцов отчетливой симметрии. И тогда в наших глазах при наблюдении того же рельефа, казавшегося нам как бы царством диссимметрии, проявит свою «власть» и симметрия. Для примера возьмем песчаные дюны, примерно асимметричные по направлению создавшего их ветра и асимметричные в поперечном направлении.

Легко заметить, далее, что, чем крупнее будут рассматриваемые нами формы рельефа, тем, как правило, симметрия в них хуже улавливается. Таковы речные и иные террасы, склоны как целое, долины как целое, подгорные равнины и т. д. Но крупные формы рельефа бывают обычно сложными, в их очертании важную роль играют составляющие их малые формы. Ведь элементы диссимметрии, как и симметрии, в них соответственно складываются, само же размещение малых форм на «теле» крупных, зависящее от многих причин, действующих в разном направлении, обычно неодинаково, т. е. диссимметрично.

Симметрия часто обнаруживается из сравнения частей чего-либо целого. В нашем случае — морфологического целого, какой-нибудь целой формы. Простейший случай — круг: каким бы диаметром из бесчисленного их множества мы не воспользовались, обе части разделенного этим диаметром круга будут зеркально совмещаться. Любой из диаметров круга выступает как ось симметрии. Если мы возьмем не круг, а шар, то столкнемся уже не с осью, а плоскостью симметрии. Подобные плоскости, попятно, особенно важны, когда мы имеем дело с объемными формами рельефа.

Даже не вдумываясь в смысл симметричных и диссимметричных отношений, господствующих в рельефе и как бы наполняющих его своим особым морфологическим содержанием, мы тем не менее всегда обращаем на них внимание и, отталкиваясь от первого впечатления, нередко тут же забываем о важности нашего наблюдения. Важности для понимания самого явления. Так как формы рельефа, как правило, далеки от геометрической простоты, лишь в довольно редких случаях удается представить себе поверхность, рассекающую холм, гриву, вершину горы или котловину на равные части, способные к зеркальному отражению одна от другой, т. е. обладающие очень хорошей зеркальной симметрией. Но такой точности при изучении рельефа и не требуется. Важно другое. Сознательное отношение к таким автоматически регистрируемым в нашем зрительном восприятии явлениям, как симметрия и диссимметрия, — одно из главных условий в успешной работе геоморфолога в полевых условиях. Это первый важнейший шаг морфологического анализа земной поверхности. А если мы вспомним о том, что в природе главное значение имеет динамическая симметрия (как и диссимметрия), т. е. симметрия процесса, создавшего то или иное явление или форму, то убедимся, что соответственные наблюдения в том или ином ракурсе дают нам первый «сигнал» о направлении сил, создавших такую форму, и таким образом ведут нас к пониманию ее происхождения. Простейший пример: только при господстве ветров одного направления при наличии развеваемого песка и твердого грунта образуются своеобразные «рогатые» холмы — барханы. Находя такой типичный бархан в совершенно безветренную погоду и видя ориентировку его «рогов», его симметричное в одном и диссимметричное в другом внешнее очертание, в данный момент неподвижное, мы вместе с тем сразу определим господствующее в данной местности направление ветров, как и само «ветровое», эоловое происхождение бархана. Глядя со стороны, издалека, с самолета, мы приходим к таким важным выводам на основании одной только формы бархана. Так динамическая симметрия — диссимметрия — неизбежно запечатлевается в статической.

Издавна человек сталкивался с асимметрией долинных склонов, так как сам он жил обычно близ рек, в долинах, а не на водоразделах. По началу различие склонов, скажем, в одном поперечнике речной долины воспринималось чисто практически: для строительства, водоснабжения и других удобств жизни и работы населения обычно, хотя и не всегда, использовались более пологие, длинные и террасированные склоны. Но первое впечатление от асимметрии долинных склонов, бросающееся в глаза даже очень поверхностному наблюдателю, есть также первый сигнал, намек, если не прямое указание, на различное происхождение того и другого склонов, причем разница эта может быть следствием очень многих причин. До них геоморфологу предстоит доискиваться, а толчок к такому поиску — сама наблюдаемая асимметрия. Геоморфологу приходится серьезно подумать, да и поискать прямо в натуре, чем объяснить случаи, когда, напротив, склоны одной и той же долины почти симметричны, имеют, следовательно, сходное — но в чем именно? — происхождение. Так за простым в рельефе скрывается порой очень сложное.

В русской и советской научной литературе всегда подчеркивалось, что асимметрия долинных склонов, как и ее следствие — асимметрия междолинных пространств — показатель условий образования долин, что ее объяснение — важная задача геоморфологии. О том же много писали и многие зарубежные ученые.

Еще раз подчеркнем, что наиболее совершенной симметрией в природе обладают самые малые формы: знаки водной и ветровой ряби, окатанные валуны и гальки, простейшие формы выдувания и навевания, а порой и более крупные формы — конусы выноса, карстовые воронки, а из эндогенных форм — свежие шлаковые вулканы. Сверх того, вспомним необыкновенную стройность, т. е. очень высокую симметрию, японского вулкана Фудзияма, да и нашу Ключевскую сопку на Камчатке. Здесь следует еще напомнить, что вообще симметрия вовсе не связана с простотой внешних очертаний. Симметрия единственно обязана равномерности в структуре и в направлении процесса, создавшего данную форму. Простейшие формы более симметричны потому, что созданы они одной и однообразно действующей силой.

Крайне интересно в этом плане оказывается поле силы тяжести, прежде всего потому, что в конечном счете именно оно управляет переносом на низкие уровни и накоплением рыхлого материала, образовавшегося при разрушении возвышенностей земной поверхности, и, следовательно, созданием из этого материала аккумулятивных форм рельефа. Можно представить себе множество изопотенциальных уровней поля силы тяжести, которые из-за приблизительно шарообразной формы Земли сами имеют шаровую симметрию. Перпендикулярное любому из этих уровней направление ускорения силы тяжести, следовательно, симметрично. Отсюда и следует та сферическая симметрия Земли, согласно которой геосферы, или шаровые пояса Земли, начиная с земного ядра, облекают друг друга, располагаясь сверху вниз в порядке возрастания плотности вещества. Спрашивается, где же и в чем же здесь диссимметрия, творящая, по Кюри, все явления природы? А в том, что изопотенциальные уровни поля ускорения силы тяжести концентричны, но из-за плотностных неоднородностей земных недр, как и поверх-постных масс, не строго параллельны, если их рассматривать на очень большом расстоянии. Для небольших участков и в условиях, например, близматериковых широких мелководий, пойменных равнин и больших дельт не-параллельность, или угол схождения, таких уровней пренебрежимо мала. Поэтому и осадок в виде водной или воздушной взвеси при отсутствии сильных гидро- и аэродинамических движений приобретает, в полном согласии с принципом Кюри, форму горизонтального наслоения. Элементы симметрии среды, в которой образуется слой осадка, входят в элементы симметрии самого слоя.

Вернемся к рельефу земной поверхности. В нем на каждом шагу переплетаются выпуклые и вогнутые формы, и мы встречаемся со все новыми сочетаниями симметричного и диссимметричного, причем как прежде приобретенного, так и вновь образуемого. Но подобная картина возникла еще на заре истории Земли и при всех непрерывно идущих изменениях, вносимых знакомыми нам разнообразными «скульпторами» земной поверхности, сохраняется в течение огромных промежутков времени. Сохраняется, несмотря на то что все выпуклые формы рельефа, находясь в поле силы тяжести, независимо от своих размеров стремятся расплыться, растечься, стать полулинзой, все более уплощающейся с тенденцией превратиться в конце концов в горизонтальную пластообразную форму. Такая постоянная тенденция реализуется через гравитационное сползание, ссыпание, скольжение, обрушение, смыв, сдувание (дефляцию), действующие на любых склонах, медленно, неравномерно, но практически постоянно «обдирая» и все глубже разрушая выходы коренных пород на поверхность. Конечно, все это происходит под влиянием постоянно действующего гравитационного поля, а «набор» работающих поверхностных сил зависит от климата. В холодных высоких широтах уплощение форм рельефа задерживается сезонным, а то и многолетним промерзанием, а в тропических — кое-где особым, так называемым латеритным, выветриванием, ведущим к образованию твердой железистой корки, своего рода панциря, предохраняющего нижележащие породи от дальнейшего разрушения.

Мы видим, таким образом, что оба — симметричное и диссимметричное — начала в формах денудационного и аккумулятивного рельефа связаны с соответствующими началами, заключенными в самом поле силы тяжести. Статически это поле в любой точке земного пространства соответствует второй группе предельных точечных групп симметрии, примером которой служит покоящийся конус. Но в явлениях природы господствуют не статические, а динамические и статистические элементы симметрии; свойственные и Земле как планете, и другим планетам, вообще всем небесным телам.

Если рельеф земной поверхности при любой степени своей сложности и расчлененности стремится к уплощению, то почему же мы не видим на Земле этой всеобщей уплощенности, хотя времени для этого, казалось, было более чем достаточно — десятки и сотни миллионов лет? Потому что Земля не мертвое, а активно живущее небесное тело, потому что существует постоянный обмет энергией — массой между поверхностью и недрами плане ты. Этот обмен, как мы видели, воплощается в разнообразных эндо- и экзогенных явлениях с их общими и частными противоречиями, с их подъемами и спадами, не затихавшими в течение всей геологической истории. А в то же время гравитационное поле Земли как постоянна действующий и крайне медленно меняющийся по скорости потенциалу физический фактор стремится к выравниванию любых (внутренних и внешних) геосферных границ, к разрушению всех частных элементов их симметрии и диссимметрии с тем, чтобы вывести эти границы на более высокий, глобальный уровень сферической симметрии. Если бы не названные выше помехи, все частные случаи симметрии и представляющие их формы рельефа давно бы слились в «панплен» — во всеобщую равнинную поверхность, совпадающую с поверхностью сфероида. Становится, таким образом, понятным, насколько сложный путь своего развития прошла современная земная поверхность, как сложна, но и увлекательна задача восстановления хотя бы главных его событий.

Не следует, однако, считать, что «школа скульптуры в природе» целиком программирована полем силы тяжести, хотя оно и осуществляет всеобщий контроль за самими «скульпторами» — геоморфологическими процессами. Эти последние подвластны ему не полностью и обладают известным запасом «индивидуальности». Ее источник лучистая энергия Солнца, многие, причем и самые основные жизненные процессы, протекающие нормально даже в условиях невесомости, что продемонстрировали космонавты на самих себе, на поведении животных и растений в космических кораблях. Важно также иметь в виду, что действие каждого геоморфологического процесса ограничено во времени и пространстве рядом условий. Некоторые из них заключены в свойствах самого гравитационного поля. Ведь не только деревья растут вверх, но и горы, и в физических процессах, лежащих в основе этих столь несходных явлений, нет ничего противоестественного. Напротив, формы гор и формы деревьев являются не чем иным, как разным воплощением одного из господствующих в природе типов симметрии, а именно симметрии «ромашки», или радиально-лучевой, которой свойственно бесконечное число плоскостей симметрии, пересекающихся вдоль оси бесконечного порядка, и которая совпадает, а точнее, с необходимостью следует из симметрии поля силы тяжести. Она наиболее ясно проявляется в конической форме вулканов. Над формами невулканических гор, помимо всеобщей симметрии конуса, тяготеют диссимметричные элементы, «творящие» эти горы с помощью разнообразных геоморфологических процессов.

Вне известных или предполагаемых нами ограничений стоят космические явления, в первую очередь падение на Землю гигантских метеоритов, в современную эпоху достоверно не отмеченное, а в геологическом прошлом, как показали новейшие исследования, в том числе — и даже в первую очередь — геоморфологические, происходившее в огромных масштабах. Создаваемые при падении метеоритов ударные кратеры сами по себе обладали высокой степенью симметрии, в чем легко убедиться на примере кратеров Луны и Меркурия.

Динамическая симметрия приливо-отливных явлений, обусловленных тяготением со стороны Луны и Солнца, вызывает соответствующие ей явления в морфологии берегов и прибрежных осадков.

Общепланетарные факторы симметрии создают особую группу явлений, в которых, как и во всех других, проявляют себя и элементы диссимметрии. Здесь на первый план должна быть поставлена сферическая симметрия Земли, о которой уже рассказывалось. Но это, что называется, симметрия недр. Она связана с плотностной дифференциацией вещества планеты и ее движением как целого. Вращение Земли вокруг своей оси имеет в геоморфологии особое значение. Этим вращением, т. е. ротационными силами, создана сплющенность планеты hi полюсах и вздутие по экватору. Сюда же относится весьма распространенное на Земле явление меньшего масштаба — преобладание крутых правых (по течению) бор тов речных долин в северном полушарии и крутых левых — в южном. Замеченное впервые в долинах сибирских рек, текущих в общем с юга на север, это явление рассматривается как следствие вращения Земли, при ко тором угловые скорости достигают максимальной величины на экваторе и затем убывают до нуля на полюсах Нетрудно сообразить, что любая материальная точка в данном случае частица воды, двигаясь по общему уклону долины в меридиональном и близком к нему направлении, перемещается в сторону возрастания либо уменьшения угловых скоростей вращающейся Земли, но в обо их случаях отклоняется в северном полушарии всегда вправо, а в южном — всегда влево. Соответственно рею в северном полушарии наступают на правые склоны своих долин, а в южном полушарии — на левые^[3]. В геологии и географии это явление давно известно как закон Бэра-Бабинэ. Он действует постоянно, но к асимметрии долинных склонов приводит тогда, когда какие-нибудь другие силы (например, разное геологическое строение разных склонов) не действуют более эффективно в противоположном направлении. Так как реки и вмещающие их долины, как правило, меняют на отдельных отрезках свое направление, то влияние закона Бэра — Бабинэ в принципе можно видеть во всех крупных долинах мира А из-за того, что направление равнодействующей скоростей в северном полушарии правое, а в южном — левое то соответственно эти динамические асимметрии (точнее, стремление к ним) создают явление зеркальной симметрии, если их сопоставить через плоскость экватор.

Не углубляясь далее в этот вопрос, следует сказать, что понятия правого и левого, или «правизны» и «левизны», казалось бы связанные только с человеком и его жизненным опытом, на самом деле играют огромную роль в учении о симметрии.

С какими-то еще слабо изученными силами планетарного масштаба связана и Мировая рифтовая система, т. е. система срединно-океанических хребтов, имеющихся во всех океанах и несущих на своих гребнях глубокие продольные впадины. С ними связано излияние огромных масс базальтов — лав основного типа — и формирование аналогичного состава океанической коры. Существует мнение, поддерживаемое очень многими учеными, что процесс образования срединно-океанических хребтов ведет, как уже отмечалось выше, к двустороннему расталкиванию старой океанической коры в направлении континентов и расширению таким образом дна океанов — спредингу. Как ясно из сказанного, этот процесс симметричен.

Вместе с тем в глобальном рельефе Земли мы находим определенно диссимметричные соотношения. Доказано, например, что форма нашей планеты не двухосный, а трехосный эллипсоид вращения. Преобладающая часть суши сосредоточена в северном, а океанических вод — в южном полушарии. С другой стороны, территория, прилегающая к Северному полюсу, покрыта глубоким океаном, а область Южного полюса представляет собой довольно высокий материк — Антарктиду. Мысленно уменьшая размеры форм рельефа Земли, мы столкнемся с диссимметричным расположением островных дуг, глубоководных впадин и т. д. В какой-нибудь отдельной горной цепи или хребте всегда найдем сочетания симметричных и диссимметричных элементов. Так, противоположные склоны всякой горной цепи расположены грубо зеркально-симметрично. Это так называемая билатеральная, т. е. двухсторонняя, симметрия. Также нередко соотносятся через гребень хребта речные долины, прорезающие противоположные склоны, и т. д. И. И. Шафрановский в своей книге «Симметрия в геологии» приводит массу и других примеров из интересующей нас области. Вплоть до симметрии гальки, форма которой, как известно, возникает в движущейся водной среде и в столкновении с другими гальками.

В разделе «Скульпторы земной поверхности» говорилось о двух противоборствующих группах рельефообразующих сил — экзогенных и эндогенных, и мы могли заметить, что в каждом из них заложено начало симметрии, реализуемой, однако, не полностью из-за сложного и непостоянного взаимодействия этих сил, порой действующих в разном направлении. В каждом из них «виновником» как довольно правильной, так и несовершенной в этом смысле диссимметричной формы оказывается создавший ее процесс, несущий в себе и динамически «тративший» бывший в нем запас симметричного и диссимметричного.

Что же мы хотим иметь от всех подобных наблюдений над формами земной поверхности? Не формально ли значение этих свойств какой-либо формы? Оказывается, нет. Ведь, обращая внимание на эту сторону дела, мы имеем в виду не только описать, констатировать, но и, самое главное, использовать ее в научном изучении рельефа. Уже в полевой работе внимание к симметрии земных неровностей есть как бы самое начало их изучения, первый его шаг.

Да и что значит «формальное» описание или определение в морфологических науках? Если в разговорном языке под формализмом понимается поверхностность, внешность без сути дела, нечто вроде казенщины, то совсем иное наложение мы видим в геоморфологии, где сами формы как таковые могут многое рассказать о себе, и в первую очередь о своей родословной. Что касается «поверхностности» формализма, то и здесь она имеет специфическое и вполне серьезное значение. Ведь в геоморфологии речь идет о земной поверхности, о замечательной границе между внутренними и наружной, водно-воздушной геосферами, в прямом смысле о главной опоре нашей жизни, как и об опоре всего живого на Земле. Да, здесь далеко не простая игра слов. Формальное, или, как принято говорить о науке со времен Гёте, морфологическое, изучение разъясняет нам природу земной поверхности, а часто и природу того, что под ней находится. Ибо мы знаем, что эта самая поверхность не мертва, не неподвижна, она почти непрерывно трепещет, дышит, порой ненадолго и только кое-где почти успокаивается, порой — в сейсмических зонах — переживает сильнейшие судороги. Вот почему наблюдение симметричных и всегда в какой-то степени их искажающих диссимметричных соотношений так важно в морфологическом анализе земной поверхности. За ними всегда стоит тот или иной динамический процесс, часто не единственный.

В одном из предыдущих разделов мы встречались с понятием «морфологический возраст рельефа», или просто «возраст рельефа». Оказывается, что одним из важных показателей в определении возраста рельефа служит слабая или, напротив, значительная «встречаемость» симметричных и диссимметричных элементов. Первые, как правило, характеризуют «зрелость», а вторые — «незрелость» рельефа. Обращаясь к примерам природы, мы не только убеждаемся в этом, но не можем не заметить и того, что симметрия подобна некоему стимулу в развитии форм земной поверхности, что все диссимметричное или асимметричное в них стремится стать симметричным.

И вот опять перед нами Байкал. Его впадина в целом резко асимметрична, на что ученые обращают внимание уже около двухсот лет. Северный борт впадины почти на всем более чем 60-километровом протяжении великого озера короткий, очень крутой, часто с вертикальными обрывами, причем не только в надводной части, но и подводной. Юго-восточный берег более сложен по конфигурации, в целом много длиннее и значительно менее крут. Эти данные, давно известные геологам, недавно подтверждены прямыми подводными наблюдениями. Известны и процессы, создавшие асимметрию Байкала. Северо-западный борт его впадины развивается по мощному, древнему, но время от времени «оживающему» почти вертикальному разлому земной коры, пронизывающему ее на всю мощность (здесь порядка 45 км). Можно поэтому не сомневаться, что асимметрия Байкала возникла одновременно с его образованием и, следовательно, существует по крайней мере многие сотни тысяч и даже миллионы лет. С короткого крутого борта впадины Байкала стекают, естественно, короткие бурные речки, а на противоположный, более пологий, выходят крупные реки, такие, как Баргузин, Селенга, бассейн которой простирается в пределы Северной Монголии. Впадая в Байкал, Селенга и Баргузин образуют своими наносами отмелые берега и широкие прибрежные низменности, что в большой степени и на значительном протяжении уплощает юго-восточный борт впадины и усиливает его контраст с обрывистым противоположным бортом.

Схематический профиль местности между Байкалом и долиной р. Иркут

Пунктиром показаны продольные профили рек короткого, байкальского, и длинного, иркутского, склонов Приморского плато. Из-за большого наклона первые размывают свои русла и углубляют долины сильнее, стремясь сгладить существующую асимметрию склонов

Огромной важности фактором, создающим и поддерживающим диссимметрию берегов Байкала через воздействие внешних географических линий, является перпендикулярное длинной оси Байкала направление ветров, дующих в Прибайкалье преимущественно с северо-запада.

Другой пример. Недалеко от Иркутска местность на юг и юго-восток начинает медленно, потом более круто повышаться и заканчивается почти вертикальным обрывом к Байкалу. Высота уступа здесь до 350 м и более. Сохраняя Ту же крутизну, он уходит на сотни метров в глубь Байкала. Как раз здесь и проходит знаменитая, пробитая почти в сплошной и к тому же твердейшей скале, ныне почти законсервированная Кругобайкальская железная дорога. Обратим внимание на профиль: приморское плато (оно же — часть западного плеча Байкальской го рифта), будучи резко асимметричным, разрушается неодинаково: очень интенсивно с байкальской стороны и гораздо слабее с иркутской. И в этом явлении нельзя не видеть наглядного примера общей тенденции в природе — стремления асимметричного стать симметричным, стремления к недостижимому морфологическому совершенству — дисгармонии к гармонии.

РЕЛЬЕФ И БИОСФЕРА

Главнейший факт — это существование биосферы в течение всех геологических периодов с самых древних их проявлений.

В. И. Вернадский

Биосфера, в прямом переводе с греческого — сфера жизни, без сомнения, самое великое достояние планеты Земля. Это та оболочка, или геосфера, которая, как теперь установлено, развивалась вместе с другими наружными оболочками Земли с глубочайшей геологической древности и внесла в наш земной мир неповторимое в Солнечной системе качество. О том, что такое биосфера, теперь известно всем. Известно также, что исходным условием и местом образования биосферы было соприкосновение наружных геосфер, освещаемых и нагреваемых Солнцем. Известно, наконец, что крупнейший вклад в учение о биосфере принадлежит великому русскому ученому В. И. Вернадскому. В этой книге нас интересует совершенно определенный вопрос — как взаимодействуют биосфера и рельеф земной поверхности. Поэтому для начала обратимся еще раз к «тройственному союзу», обеспечившему создание современной биосферы, начавшееся миллиарды лет назад, — к контакту лито-, гидро- и атмосферы.

Обилие воды, причем в разных физических состояниях, ее способность ассимилировать и экономно расходовать солнечную энергию, что всегда отличало и продолжает отличать нашу планету от других планет Солнечной системы, считается одним из главнейших условий возникновения и развития жизни на Земле.

Общеизвестно, что на твердую земную поверхность опирается водная оболочка Земли, а на твердую и водную — атмосфера. Их соотношение очевидно, оно было известно, правда не в столь общей форме и по отношению не к круглой, а плоской земле, даже мыслителям глубокой древности. Вместе с тем давно бросалась в глаза прерывистость водной оболочки, ее фрагментарность, как и прерывистость открытой земной поверхности, определяемая положением берегов водоемов, границами моря и суши. Все это, по представлениям древних, покрывалось эфирной, или воздушной, оболочкой — атмосферой, в чем справедливо видели распределение «добрых мировых стихий» — земли, воды и воздуха. Эта общая простейшая картина при внимательном рассмотрении оказывается куда сложнее. При постоянном взаимодействии границы оболочек непрерывно меняют свое положение в пространстве, т. е. их рельеф чрезвычайно непостоянен и по отношению друг к другу, и по отношению, скажем, к центру нашей планеты. Здесь тоже все по Гераклиту — «все течет», неровно, но постоянно. Эта картина осложняется особенно тем, что резких границ между верхними оболочками Земли, ее геосферами, собственно говоря, не существует.

В самом деле, между каждыми соседними геосферами имеются переходные зоны, где они как бы смешиваются и где происходят явления, отличные от тех, что имеют место внутри самих сфер. Таков контакт земной коры с водной оболочкой. Различают собственно гидросферу и подземную гидросферу — царство подземных вод, где преобладают так называемые вадозные воды, инфильтрированные с открытой земной поверхности или со дна водоемов. Современная глубина проникновения вадозных, притом напорных вод в недра достигает 6–7 км, но, несомненно, они проникают сложными путями и глубже, возможно, до глубоких вулканических каналов, так как им приписывается участие в выделении вулканических паров на поверхность. Важно то, что подземная гидросфера имеется на всем земном шаре — и под «вечными» ледниками, и в самых сухих пустынях. Вместе с тем и наружная, открытая гидросфера, как бы ни была она спокойна, малоподвижна в данный момент, всегда содержит в себе растворенные, из земной коры заимствованные соли и механические взвеси. Со своей стороны, в зоне взаимного проникновения земной коры и подземной гидросферы происходит изменение их физического состояния и состава. Подземные воды, меняя свой минеральный и газовый состав, как говорят, метаморфизуются, а вещество земной коры обогащается окислами, механически разрушается, растворяется и т. д. Здесь образуются новые, более устойчивые в таких условиях минералы, что носит общее название гипергенезиса. Так образуются многие ценные месторождения каолинов, бокситов и т. д. Здесь главное царство коллоидов. В принципе подобным же образом «работает на себя» контакт открытой земной поверхности с омывающим ее воздухом. С одной стороны, воздух очень глубоко проникает в глубь земли по трещинам и порам, а с другой — аэродинамические силы вносят в нижние слои атмосферы немало мелкораспыленного твердого материала, как это особенно хорошо видно при ураганах и песчаных бурях в пустынях. Наконец, гидросфера, открытая и подземная, всегда находится во взаимопроникновении с воздушной оболочкой. Испарение, туманы, сублимация (испарение в определенных условиях) льда, его сухое вымораживание, так распространенное в Сибири и Арктике и на высоких горах, создают очень активный, всегда подвижный контакт этих оболочек. В силу особой физики двух сред зона их взаимодействия практически поднимается до самых высоких облаков. Каков же вывод из всего сказанного? Тот, что границы верхних оболочек Земли особенно «размыты», подвижны, непостоянны. Здесь вещество усиленно мигрирует, энергия переходит из одного вида в другой. Здесь мир, в котором мы живем. Именно с ним связано появление на Земле жизни, появление и развитие человекообразных (гоминид) вплоть до человека.

Мы снова приблизились к подлинно волшебному, предельно живописному и неисчерпаемо сложному явлению, особому компоненту материальной основы нашей планеты, по новейшим данным не имеющему места (или же, возможно, крайне подавленному) на других планетах Солнечной системы, — к биосфере.

Биосфера как особая, совершенно своеобразная оболочка нашей планеты, как сфера жизни была выделена из других наружных шаровых поясов или оболочек Земли еще во второй половине прошлого века знаменитым австрийским геологом Э. Зюссом. Под биосферой этот ученый (ему, кстати сказать, принадлежит первый в истории науки обзор и создание общей тектонической и геоморфологической картины мира в его сочинении «Лик Земли») понимал совокупность всего живого, все живые организмы на Земле. Впоследствии другие ученые, преимущественно зарубежные, придавали слову «биосфера» несколько различный смысл. В нашей стране, да теперь и во всем мире понятие о биосфере как об оболочке жизни, явлениях, следствиях, веществе, с ней связанных, после классических трудов одного из величайших естествоиспытателей и мыслителей XX века, Владимира Ивановича Вернадского, прочно вошло в естествознание. Здесь нет нужды рассматривать понятие о биосфере во всех деталях. Напомним, что верхняя граница биосферы, по современным данным, совпадает с границей тропосферы (12–16 км над уровнем океана), хотя в наш космический век, когда космонавты подолгу трудятся, а растения хорошо растут в космических кораблях, должна быть пересмотрена. Нижняя же граница как предел распространения в глубь Земли анаэробных бактерий определяется опять-таки без учета антропогенных воздействий (например, в виде глубоких шахт и еще более глубоких буровых скважин) от десятков метров до двух-трех километров. Основная масса живого вещества на суше сосредоточена в тонком приземном слое, но зато захватывает всю толщу гидросферы. И здесь мы должны ненадолго остановиться и вспомнить, о чем говорилось в начале этого раздела.

Биосфера, естественно, пронизывает и наполняет собой, скупо или щедро — смотря по обстоятельствам астрономического и климатического порядка, тонкую верхнюю часть земной коры, всю гидросферу, вероятно и подземную также, и нижнюю часть омывающей их атмосферы. Но при этом ясно, что в вертикальном разрезе, секущем соответственные части этих оболочек, биосфера имеет различную «плотность», что она неодинаково насыщена жизнью и всеми производными от нее явлениями. Оказывается, что особо высокое насыщение приурочено как раз-к границам, точнее, к переходным зонам соседних геосфер. Выходит, что именно активность, неустойчивость, интенсивность превращений материи и энергии в таких зонах обеспечивают, причем в масштабе всего земного шара, наиболее благоприятные экологические условия для концентрации и функционирования живого вещества. Это обстоятельство чрезвычайно важно и само по себе как для понимания современной структуры биосферы в вертикальном разрезе, так и для понимания ее длительной истории, обнимающей весь «геологический возраст» Земли, т. е. около 3–4 млрд. лет.

Если пока отвлечься от гидросферы, то мы увидим, что биосфера как бы обволакивает сушу, то редея, то уплотняясь, изгибаясь соответственно неровностям рельефа и примерно повторяя их очертания. Тесного примыкания, как бы придавленности биосферы к рельефу земной коры (поверхности довольно консервативной относительно других поверхностей наружных геосфер, но, конечно, также изменчивой во времени), когда мы переходим в пределы водоемов, как будто нет. Все водные глубины, даже в высоких широтах, несут в себе жизнь. И все же это не меняет сути дела. Разнообразными формами жизни насыщен главным образом верхний слой гидросферы, он же слой взаимодействия ее с атмосферой, так сказать «световой ярус», в пределах которого протекает фотосинтез растений — одно из начал всякой жизни. Этот слой не превосходит 200–250 м, составляющих предел и для ветрового перемешивания воды и внесения при этом особенно большого количества кислорода в толщу вод. Это и есть планктонная пленка жизни, по В. И. Вернадскому, по своей роли главнейшая граница в вертикальном разрезе биосферы. Большая часть последнего в глубоких водоемах населена, как известно, свободно плавающими организмами нектоном и по плотности населения во много раз уступает планктонной пленке. Наконец, в придонных слоях водоемов и иловых водах, пропитывающих донные осадки, мы находим еще одну пленку сгущенной биосферы — бентальную, где, кроме функционирования разнообразной жизни, еще накапливается конечная биопродукция гидросферы, неассимилированная живым веществом, и где идет накопление органогенных осадков. Громадное значение этой нижней границы биосферы, связанной с глубокими водоемами, очевидно. Но очевидно также, что нижняя пленка жизни в гидросфере развивается на рельефе дна. Опираясь, так сказать, на этот рельеф, донная пленка жизни активно его преобразует как за счет жизнедеятельности организмов, так и за счет настилания органических остатков.

Биосфера по классическому определению — сфера живого вещества на Земле. Общее количество этого вещества В. И. Вернадский считал даже постоянным, что в настоящее время оспаривается. Исключительность обладания сферой жизни одной нашей планетой почти доказана. Но геологически понятие о биосфере должно быть расширено. Имеется в виду роль биосферы, следствия ее существования во всём обозримом геологическом времени. Если на других, более или менее нам известных планетах биосферы не было, то и развитие, скажем, марсианской или венерианской коры, так же как и их рельефа, шло отличным путем. Ведь в составе так называемой осадочной оболочки, целиком входящей в земную кору, огромную роль играют органогенные породы, образованные хотя и неживым веществом, но при изначальном непременном и во многих случаях исключительном участии живого вещества. Такие породы слагают мощные толщи преимущественно морского происхождения, но также озерного и континентального, причем в последнем случае в них по ряду бесспорных признаков можно выделить отложения глубоководные, мелководные, прибрежные, а также отложения древних, давно исчезнувших озер, болот, рек. Древнейшие из них (архейские) изменены до почти полной неузнаваемости; среди молодых — мезозойских и кайнозойских — есть и такие, обстановка первоначального накопления которых и роль совершенно определенных элементов биосферы очевидны. Геология научилась детально их дифференцировать. Структурные и вещественные признаки осадочных пород рассказывают нам и о былых, палеогеографических условиях их образования, об общих чертах рельефа того времени и даже об общих, особенностях современной им биосферы. Количественная роль первоначально органических горных пород в земной коре огромна. Они образованы мертвым веществом, но связаны с деятельностью биосферы, существуя за счет когда-то живого вещества. С такой точки зрения мы должны признать, что точного «дна» геобиосферы, ее количественного итога за всю историю Земли и вместе с тем и рельефа этого дна мы пока не знаем.

К ископаемым продуктам деятельности биосферы, образованным на ранних этапах ее развития, относятся шунгиты, графитовые гнейсы, углерод которых имеет, по мнению большинства ученых, органическое происхождение, мраморы, т. е. перекристаллизованные известняки, многие (если не подавляющая часть) обычные известняки, горючие сланцы, антрациты, каменные и бурые угли, настоящие яшмы, многие кремнистые сланцы и т. д. Все эти породы порождены биосферой, порождаются и сейчас, и мы можем наблюдать все детали, всю физику и химию ранней перестройки их материала или материала отделения от них в результате сложных реакций первоначально живого вещества.

Известно, что современная атмосфера, ее кислородная часть, образована биосферой, вероятно, в середине или конце палеозойской эры. Подобную же роль биосферу сыграла и в современном составе земной коры, обогащавшейся органикой в течение 3–4 млрд. лет. Поскольку начало жизни лежит, по-видимому, в возникновении бактерий, а также в образовании и размножении примитивных зеленых водорослей и связано с прозрачной воздушной и полупрозрачной водной оболочками, становится совершенно ясной и абсолютно верной мысль В. И. Вернадского о том, что солнечная энергия в ходе времени проникает все дальше в глубь планеты. Это и есть нисходящая ветвь земного потока энергии — массы, о чем шла речь в этой книге. Поскольку теперь доказано, что Земля обладала биосферой уже в раннем докембрии, то и взаимодействие биосферы со всем своим материальным основанием — земной корой и ее рельефом — имело место уже тогда.

Основатели научного почвоведения, русские ученые, с самою начала указали на теснейшую связь и параллельное развитие земной поверхности и почв Почвы-наглядное и, так сказать, наиболее устойчивое в глазах человека воплощение взаимодействия биосферы и земной коры. Нередко рельеф выступает как определяющее условие для образования и сохранения почв. Конечно, почвообразование — процесс сам по себе очень сложный, зависящий, как показал, в частности, Б. Б. Полынов, от множества условий и этими условиями определяемый. И все же роль рельефа всегда очень велика. Неплохим примером, впрочем отрицательным, служит рельеф типа бедленд, в котором эрозионная сеть развивается столь густо и стремительно, что ни растительности, ни почве в таких условиях буквально негде зацепиться.

Человек вначале наблюдал современную ему природу, приспосабливаясь к ней. Только по мере накопления научных знаний он смог не только наблюдать окружающий мир, но и понимать природу прошлого и делать предположения относительно будущего природы, в том числе живой, т. е. дальнейшей судьбы биосферы. Тем не менее картины природы и жизнь современной нам биосферы при их осмысливании в историческом процессе развития природы по-прежнему дают богатейший материал для размышлений.

Первое, что бросается в глаза при таком подходе, — зависимость биосферы от многих слагаемых «мертвой» природной среды. Структура, состав оболочки жизни зависят прежде всего от планетарных факторов, не говоря уже о космических. Географическая, широтная и вертикальная зональность климатов на Земле, определяя режим среды, в которой развивается биосфера, играет первостепенную роль. Но если широтная зональность связана с формой и движением Земли как целого, то вертикальная зональность, наблюдаемая нами в горах, обусловлена геоморфологическим режимом Земли (хотя в подоснове своей ведущую роль здесь играет, как мы видели выше, тектоника земной коры). При современном распределении материков и океанов в эту простую схему вносятся и другие очень важные дополнения, и вся эта совокупность создает ту экологическую среду, которая от места к месту упрощает, усложняет, сгущает, разрежает, качественно изменяет биосферу. А ведь при современном распределении воды и суши на Земле, знакомом нам с детства по обычной географической карте, наравне с очертаниями береговой линии материков громадное значение для местных особенностей биосферы имеет еще рельеф) океанического дна, в каждой отдельной точке определяющий «мощность гидросферы» — глубину океанов и морей. Таким образом, геоморфологический фактор выступает и-здесь как одно из главнейших условий, влияющих на структуру и состав биосферы.

Если теперь перейти от крупнейших форм рельефанашей планеты к ее частностям, локальным ландшафтам и местностям, то здесь тесное взаимоотношение рельефа и биосферы будет не менее очевидным. Сравнивать друг с другом в этом отношении, например, Альпы и Ломбардскую низменность или соседние пустыню Гоби и Монголо-Сибирскую горную систему даже излишне, настолько очевидны различия органического мира этих областей, т. е. не только состава биосферы, но и ее структуры, ее мощности, ее биоэнергетических показателей и возможностей. Достаточно представить себе среднегорную местность с ее не Слишком высокими водоразделами и достаточно широкими, развитыми долинами, чтобы убедиться и здесь в сохранении той же закономерности. Дно долины, ее склоны и перевалы в соседние долины, экспозиция склонов по странам света, их крутизна, грунты — все это входит в понятие экологических ниш, определяемых прежде всего местными геоморфологическими условиями, т. е. рельефом. При этом в общем случае биосфера стремится закрепить или сгладить рельеф под собой. Вспомним, действительно, о посадках деревьев на склонах, о закреплении растительностью дюн и барханов и о противоположных явлениях — деформации склонов при вырубке на них леса, при неумеренном выпасе скота, при недостаточно продуманном сооружении дорог. При этом напрашивается некоторая аналогия в поведении целых сообществ организмов, ведущих прикрепленный (бентальцый); и подвижный (нектонный), образ жизни. В накоплении) биомассы в обоих случаях, т. е. в гидросфере и на суше, первое место принадлежит, если не учитывать вмешательство человека, первому, прикрепленному и теснейшим образом связанному с рельефом своего ложа бентальному комплексу.

Для самых ранних форм жизни на заре биосферы не-, обходимо предположить существование гидросферы, в которой возникли простейшие формы жизни — бактерии, а позже фотосинтез водных зеленых и синезеленых растений, следовательно, наличие емкостей для водных бассейнов. Состав воды океанов был иной, как и состав воздушной, почти бескислородной оболочки. Однако наличие в ней и азота и углекислоты кажется бесспорным. Эти самые ранние этапы геологической жизни Земли мы не можем себе представить без очень мощного восходящего потока массы — энергии, превосходящего поток нисходящий, при этом допуская и продолжавшийся в то время разогрев недр и, напротив, начавшееся общее охлаждение поверхности планеты. Следовательно, на Земле и в то время существовал сложный выразительный рельеф, осложняемый, с одной стороны, бомбардировкой Земли метеоритами, а с другой — мощным вулканизмом. Можно утверждать, что дальнейшее развитие биосферы как в смысле все возрастающего ее разнообразия, так и количественного роста биомассы характеризовалось не только приспособлением к формам земной поверхности (вероятно, только дна водоемов), но и активным' взаимодействием с ее формами, начиная, по-видимому, с самых малых. Можно думать, что первыми биотопами были первые морфологически сходные с современными элементы вулканического рельефа. Больше мы пока ничего об этом не знаем.

Если жизнь на Земле, создавая удачную, т. е. приспособленную и устойчивую к существующим экологическим условиям модель, новый тип и форму организмов, обеспечивала таким образом на какое-то время «серийный» выпуск ее образцов, т. е. многих и многих поколений одинаковых живых существ, представляющих отдельный вид или род, а вместе с тем не прекращала в течение 3 млрд, лет создание все новых живых моделей и, таким образом, эволюция биосферы продолжалась все это время, то несколько иную картину мы видим (а точнее, с большой уверенностью предполагаем) в геологической истории неорганической природы. Формы земной поверхности, ее морфологические «модели» также, конечно, изменялись с течением времени, но во всяком случае сохраняли во всем существенном и генетическое, и грубо геометрическое подобие самих себя. Это положение имеет силу особенно для фанерозоя, т. е. для последних трех геологических эр, охватывающих около полумиллиарда лет. Мы имеем здесь в виду не разнообразные комбинации и совокупности форм рельефа, возникавшие в разном пространстве и времени, но сами эти формы. Какие же достаточно убедительные доказательства можно привести в пользу этого положения? Да ведь хотя и все менялось на Земле и продолжает меняться, основные общие законы существования материи оставались постоянными. Такие свойства материи и ее предметов, как вес, плотность, вязкость, теплоемкость, электропроводность и другие физические «параметры», несомненно, количественно меняясь в тех или иных пределах, оставались качественно все теми же свойствами.

Поле силы тяжести Земли со временем изменялось и под влиянием притока новых порций метеоритного вещества, т. е. увеличения его массы, а также при внутренних перестройках недр и перераспределении плотностей, но сама сила тяжести продолжала существовать. Таким же, наверное, и даже более постоянным был распад радиоактивных элементов, генерирующий тепло. Уже отсюда ясно, что относительная простота, а главное, относительное постоянство основных физико- и химико-геологических закономерностей, прежде всего наличие гравитационного поля, с необходимостью вели к созданию ограниченного числа также и геоморфологических «моделей». Горы, холмы, долины, созданные текучими водами, равнины далекого прошлого чем-то, конечно, всегда отличались друг от друга, как и от подобных им современных гор, долин и т. д., а все же общие их свойства и морфологический облик менялись гораздо меньше. Другой пример. Иным было в далеком прошлом выветривание, иным был состав текучих вод, состав воздуха, но все эти и им подобные геологические условия и процессы (они же, собственно говоря, и геоморфологические процессы) действовали в том же направлении, в каком действуют сейчас. Все эти процессы в течение огромных промежутков времени (верно сказано, что природа никогда не испытывала недостатка времени) вели и к морфологическому однообразию или, лучше сказать, единообразию генетически сходных однородных геоморфологических ландшафтов. Интуитивно или сознательно это положение, между прочим, уже давно принималось почти за аксиому всеми (в числе последних К. К. Флеровым, З. Бурканом и др.), кто занимался живописными реконструкциями давно минувших геологических эпох, т. е. изображением их ландшафтов. Не упрекать же их в недостатке фантазии за то, что у всех авторов-художников при изображении природы «ископаемых» ландшафтов формы рельефа принципиально ничем не отличаются от современных.

Несомненно, что прошлая история Земли в течение последних трех эр или даже всего позднего докембрия (протерозоя) протекала при иных Пространственных комбинациях, иных планах размещения, других границах и размерах климатических зон, нежели современные Перемещались и сами географические полюса. А ведь именно такие зоны контролируют распределение на Земле зоогеографических и фитогеографических зон или поясов, определяя тем самым «горизонтальную» структуру биосферы. Поэтому бесспорно и другое. Во-первых, общий порядок распределения климатических зон прошлого относительно земных полюсов и экватора (также подвижных!) не мог отличаться от современного. На Марсе с его полярными шапками твердой углекислоты этот порядок в принципе не отличается от земного. Во-вторых, по основным своим показателям климатические зоны прошлого также не могли существенно отличаться от современных. Изучение отложений фанерозоя по крайней мере, в особенности изучение содержащихся в них окаменевших остатков флоры и фауны, не позволяет нам вообразить себе существование в то время таких климатических условий, какие бы ни встречались в том или ином полушарии в настоящее время. Нигде на Земле в течение этого времени, времени неуклонного поступательного развития биосферы, нельзя представить себе лунный, марсианский или венерианский климат. А отсюда следует, что сходные с современными климатические обстановки прошлого приводили к возникновению, развитию, отмиранию и смене вполне или весьма сходных с современными, климатом обусловленных (морфоскульптурных) форм земной поверхности и соответственно сходных с современными «ископаемых» морфологических ландшафтов. Особенна если иметь в виду их глобальное распространение. Можно лишь думать, что в такие глобальные ландшафтные закономерности вносили своеобразие, да и то главным образом с количественной стороны, такие могучие силы, как массовый поверхностный вулканизм или покровное оледенение, подобное современному оледенению Гренландии и особенно Антарктиды.

Итак, хотя развитие биосферы и рельефа земной поверхности всегда шло и — идет параллельно и взаимосвязанно, рельеф находится под воздействием относительно однообразно действующих абиотических, т. е. прямо с жизнью не связанных, факторов, способность к комбинациям которых ограничена. Например, суровые полярные условия делают почти невозможным химическое выветривание горных пород. Напротив, развитие биосферы, ив посредственно связанное с лучистой энергией Солнца j подчиненное особым, очень сложным законам постоянной-трансформации органического вещества, вело к создании» все новых форм жизни и соответственно все новых форм и механизмов их влияния на рельеф земной поверхности Таким образом, не только движения земной коры и климатические сдвиги сами по себе были повинны в смене географических и геоморфологических ландшафтов прошлого, но и биосфера, ее разрастание вверх, в тропосферу, вниз до подошвы осадочной оболочки и вширь — от морских побережий в глубь древних палеозойских материков. Развитие жизни во все расширяющейся биосфере вело также к увеличению объемов остатков организмов, переходящих в ископаемое состояние, к расширению, усложнению и в конечном счете к усилению их воздействия на формы твердой земной поверхности.

Одним из самых ярких примеров воздействия рельефа на биосферу в материковых — условиях является прославленное сибирское пресное море Байкал. Находясь в глубине Азиатского континента, в огромном удалении от морей, в царстве резко континентального климата, Байкал обладает многими удивительными свойствами, определяемыми в первую очередь геоморфологией его впадины: ев молодым (5–6 млн. лет) горным окружением, глубиной (1620 м ниже уровня моря), общей емкостью — около 23 тыс. км³, сложной и своеобразной формой. Высокие горы, резкие перепады в рельефе дна создают здесь громадные геоморфологические контрасты, строго контролирующие распределение элементов биосферы. В прибрежных мелководьях здесь обитает фауна, общая для озер сибирской зоны, на глубинах же — совершенно своеобразная, нигде более не известная — эндемичная фауна Байкала. Поэтому вполне понятно, что В. И. Вернадский — в своей знаменитой работе «Биосфера» дважды сослался на пример Байкала.

Воздействие биосферы на рельеф, как и обратное воздействие рельефа на биосферу, можно рассматривать^ по-видимому, двояко — учитывая и не учитывая роль человека. Первое можно отнести к появлению человека на Земле в эоплейстоцене, 2–3 млн. лет назад. Второе касается всего огромного времени существования биосферы оставившего нам в качестве самых информативных исторических документов органогенные отложения остатки фауны и флоры, ископаемые почвы и целиком саму биосферу на современной стадии ее эволюции. Все это бесценно для решения задач исторической геологии и исторической геоморфологии, которую часто называют еще «палеогеоморфологией». Всяческие подробности, относящиеся к этим задачам, мы оставим здесь в стороне. Для нас важно главное, заключающееся в том, что в ходе геологического времени влияние биосферы на рельеф необратимо расширялось и усложнялось и что, напротив, воздействие рельефа на биосферу, т. е. обратная связь из-за возрастания сложности, внутреннего богатства и, наконец, из-за мощи порожденного биосферой человеческого разума, столь же необратимо ослабевало. С такой точки зрения допустимо деление истории Земли и ее биосферы на фактически все ее «дочеловеческое» время и геологически совсем недавно наступивший человеческий — антропогенный — этап с его искусственным, техногенным влиянием на естественный рельеф при неуклонном возрастании такого влияния. В наши дни оно сказывается прежде всего в проникновении человека на все уровни гипсографической кривой, где находится как бы сердце-вина биосферы — вверх до высочайшей в мире вершины Джомолунгма в Гималаях и вниз до дна Марианской пучины в Тихом океане, и в массовом создании искусственного, техногенного рельефа. Земная биосфера, ее «человеческие изделия» в виде космических аппаратов уже достигли поверхности Луны, Марса, Венеры и пролетели недавно близ Юпитера и Сатурна. Нет слов, чтобы выразить восхищение столь возросшей мощью человека. Но диалектика явлений остается диалектикой. С самого начала, еще задолго до наступления эры технического прогресса, в каменном веке человек начал вмешиваться в естественный ход геоморфологических процессов. Много позже он стал создавать насыпи, плотины, курганы, терриконы, колодцы, шахты, карьеры, каналы. Сейчас в Советском Союзе и во многих других странах предпринимаются и противоположные рельефообразующие меры — рекультивация отработанных горными предприятиями площадей, их выравнивание с помощью современной техники. Техногенные воздействия на рельеф усиливаются во всем мире и по морским побережьям, вторгаясь в рельеф прибрежных мелководий, проникают в вершинные части высоких нагорий — все это для нужд транспорта, градостроительства и энергетики. Вмешательство человека в естественный рельеф, в целом вполне оправданное, требует, однако, знания законов, которые управляют развитием, как и консервацией, земной поверхности в естественных условиях. При неучете этих условий и закономерностей возникают нежелательные, а порой и трагические явления.

Города — долговременные капитальные человеческие поселения — явление общее для всех цивилизаций. Сооружение городов и других крупных архитектурных комплексов, уходящее в глубокую древность, было цепью усилий по созданию основ искусственного, антропогенного рельефа. Для Двуречья, например, подобными сооружениями, не многим уступающими по сложности своих форм современным зданиям, были зиккураты Ура, Шумера, Вавилона. Современные города с их высотными зданиями и многоэтажными улицами, пожалуй, уже обогнали по своей морфологической сложности и вычурности скульптурные произведения природы, например в среднегорном ландшафте. Усиленная всемирная урбанизация наших дней есть, следовательно, расширение сферы антропогенного рельефа за счет естественного, идущее одновременно с большой скоростью из множества отдельных центров. Для поддержания, сохранения искусственного рельефа требуются также искусственные очень сложные и дорогие меры. Хотя в этом деле очень важно качество строительных работ и материалов, а все же примерю древней Трои, Ниневии, Вавилона, Египта, Рима и множество других показывают, насколько эфемерно существование искусственных геоморфологических «объектов» преданных воле природных стихий. Вспомнить уместно, что развалины великих древних городов со временем превратились в холмы столь естественного вида, что были опознаны археологами по грудам мусора или только пс историко-географическим свидетельствам (Ниневия, Троя) В современную эпоху сопротивление антропогенной рельефа антропогенным же разрушительным силам, вроде тех, какие участвовали в гибели древних городов, доводя их до полного уничтожения, пожалуй, уменьшается но зато в разрушительную работу включились новые антропогенные влияния — прямое загрязнение окружающей среды. Достаточно указать здесь на существующие серьезные опасения по поводу дальнейшей судьбы афинского Акрополя.

В рельефе Земли, как мы видели выше широко распространены поверхности выравнивания, охватывающие в хорошо или плохо сохранившемся виде очень большие площади. Они свидетельствуют об одновременных их образованию и создавших их интервалах «спокойной жизни» земной поверхности в прошлом. Это четкие рубежи настоящие вехи в истории рельефа. Это эпохи подавления результатов действия на земную поверхность нисходящего потока массы — энергии, увлекающего ту и другую вниз, на возможно более глубокие уровни земных недр. Эпохи образования поверхностей выравнивания имеют в истории Земли огромное значение — настолько они длительны, сложны, существенны. Чем же отличается в этом смысле современная эпоха — выравниванием или же расчленением суши? Какие тенденции преобладают в этом отношении в биосфере?

Первая тенденция — преимущественная концентрация, быстрое развитие и расцвет элементов биосферы на долинном и равнинном рельефе. «Очеловеченная», антропогенная часть биосферы также выбирает для своего обитания и умножения по возможности выровненный рельеф. История плотного заселения человеком великих аллювиальных и приморских равнин говорит сама за себя. С незапамятных времен долины и дельты Нила, Двуречья, Инда, Янцзы и других великих рек заселялись, естественно, особенно густо. Но и «дикая» часть биосферы утверждается и процветает особенно пышно в условиях равнинного рельефа, и причину этого нужно видеть, кажется, в том, что, представляя большие неудобства для обитания и расселения живых существ, особенно растений, горный рельеф как бы содействует всякого рода стихийным бедствиям и в какой-то мере и в какие-то промежутки времени препятствует равномерному поступлению в Средних и высоких широтах солнечной энергии. Лучшие тому примеры — сельвы Амазонки с их огромной естественной концентрацией и богатством дикой биосферы, или прерии Северной Америки до истребления бизонов и урбанизации, или даже равнины и котловины засушливой степной Азии по сравнению с тамошними полупустынными горами и холмогорьями.

Предварительное искусственное выравнивание строительных площадок — явление общеизвестное, но, пожалуй, в строительной практике не менее часто применяется террасирование склонов. Внося осложнение в морфологию склонов и в то же время являясь частной, ограничен^ > операцией выравнивания, в целом это искусственное во; действие на земную поверхность имеет целью закрепит, склоновый, т. е. расчлененный, рельеф. Вторая тенденция — сдерживание развития элементов биосферы в слои; ном, особенно горном, рельефе — ясна Из сказанной выше. Но и влияние самой биосферы на изменения гор него рельефа при этом соответственно ослаблено.

В интересах человечества поддерживать в разных случаях обе тенденции воздействия биосферы на рельеф Что же касается «равнодействующей» таких тенденций то и ее нужно оценивать отдельно дли «дикой» и, та; сказать, «культурной» биосферы. В целом в разрезе геологической истории первая «работает» преимуществен» на выравнивание, вторая же — и на то и на другое. Для собственного своего благополучия человек должен, казалось бы, поддерживать равновесие в обеих тенденциях Пока все же силы цивилизации рассматривают облает; горного рельефа либо с эстетико-оздоровительной, либо технико-экономической точки зрения. Они во многом противоположны. Найдут ли они общий язык, как человечество решит для себя вопрос: что делать дальше с горами? — ответить сейчас невозможно.

Все же нельзя не обратить сейчас внимание на то, что при возрастании мощи воздействия человека на рельеф Постепенно, стимулируясь технико-экономическими и демографическими причинами, формируется на Земле новая» антропогенная поверхность выравнивания, поверхность активной разносторонней деятельности людей. Ее внутренний рельеф сложен, запутан, но весь он сосредоточен повсюду в небольшом интервале относительных высот? Эта отнюдь не гипотетическая поверхность антропогенного выравнивания имеет глобальный охват. В зачаточном состоянии она существует на всех материках и полого, начиная с уровня моря, воздымается в глубь суши.

Итак, мы можем констатировать, что характер взаимен отношений рельефа Земли и ее биосферы в течение геологического времени существенно менялся, глубокие изменения имели место еще в палеозойскую эру. С появлением наземной растительности они привели развитие земной поверхности к коренным сдвигам. Лишь спустя несколько сот миллионов лет произошло выделение и отряда приматов человека, но его влияние на природу: течение Последующих 2–3 млн. лет оставалось на уровне влияний других слагаемых биосферы. Обезьянолюди мало отличались по этому признаку от простых обезьян Зато современная эпоха, и не тысячелетия или века а последние десятилетия, когда началась научно-техническая революция, стала подлинной революцией и в развитии рельефа Земли.

И рельеф Земли, и ее биосфера, как и все на нашей планете, имеют глубокие генетические и исторические корни. Условия, сделавшие возможным возникновение и развитие биосферы, — общие с условиями возникновения и развития самобытного рельефа Земли. И рельеф ц биосфера возникли, существуют и развиваются на той замечательной физической границе сред или геосфер, где восходящая с начала геологических времен, создавшая и воздушную и водную оболочки планеты ветвь потока массы — энергии рассеивается и сменяется противоположной ей ветвью нисходящего потока.

Возникнув совсем недавно, так называемая ноосфера, или сфера человеческого разума и труда, вероятно, будет стремиться все шире и глубже видоизменять рельеф Земли. Рациональное в ноосфере должно преобладать. И человеку, родившемуся в лоне «дикой» биосферы, необходимо сохранить заповедные места столь же «дикого», возможно, лишь «обезоруженного» в своих стихийных капризах доантропогенного рельефа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы подходим к концу этой книги. Читатель мог убедиться, что, казалось бы, самые простые вещи, если они составляют какие-то части природы, на самом деле очень сложны, прежде всего тем, что связаны бесчисленными нитями с другими ее частями, что все они по-своему развиваются, «живут» и «умирают». Эти одновременно простые и сложные явления — формы земной поверхности — и в целом и в частностях образуют чрезвычайно пеструю неповторимую и прекрасную картину сегодняшней «наружности» твердой коры нашей планеты. Но картина эта открывается перед нашим чувственным взором только на суше. По берегам океанов, морей, больших озер она погружается в подводное царство, где наше восприятие рельефа дна водоемов невозможно не только без воображения, но и без объективных данных науки.

В книге говорилось о понятии «форма», о специфических свойствах форм рельефа, при этом рассказывалось о таких очень специальных вещах, как симметрия, активность развития, возраст форм рельефа и, наконец, о постоянно действующих на земной поверхности, взаимно противоречивых, но и взаимно дополняющих друг друга процессах интеграции и дезинтеграции. Но вот теперь имея в виду ин- и дезинтеграцию, не следует ли упрекнуть себя, что в приведенной трактовке эти два направления в морфологическом развитии Земли, как бы покрывая собой все разнообразие и специфику рельефообразующих сил, их сложных комбинаций и соотношений чрезмерно упрощают действительность, предлагая вместо живой, блещущей красками картины сухую, формальную безжизненную схему? Не формалистическое ли это умозрение, оторванное от живой почвы? Нет и еще раз нет потому что рассмотренные понятия при своей большой общности входят в саму методологию морфологического изучения любых явлений и вещей, в частности изучения и понимания развития рельефа других планет.

В самом начале этой книги говорилось о том, какую роль рельеф земной поверхности играет в природе и жизни человечества. Вернемся теперь к тем же вопросам, но посмотрим на них под другим углом зрения.

Население Земли быстро увеличивается, заселяются раньше практически безлюдные пространства, расширяется разнообразное строительство, в экономику втягиваются все новые производительные силы. Океан становится узок. В мире происходят огромные социальные и политические сдвиги. И на этом общем фоне рельеф земной поверхности все еще диктует человеку свои условия, правда во многих случаях отступая, но порой преподнося неожиданные драматические сюрпризы.Все это явилось причиной ответвления от главного ствола геоморфологии новой и очень важной ветви — прикладной геоморфологии. Ее можно было бы назвать также строительной геоморфологией. Суть ее ясна: она служит человеческой практике, и в первую очередь экономической оценке условий капитального строительства городов, заводов и фабрик, транспортных наземных магистралей, гидроэлектростанций, морских портов, аэропортов и т, д. При этом круг задач прикладной геоморфологии, как и действующей с ней рука об руку прикладной геологии, неуклонно расширяется.

В послевоенные годы, особенно за последние два десятилетия, во всем мире много говорят об охране природы, о проблемах экологии человека, для которого Земля уже начинает казаться тесноватой. Знаменательно, да и прискорбно, что само слово «природа» все более вытесняется, заменяясь далеко не эквивалентными словами «окружающая среда». «Окружающая среда»… — антропоцентрическое и, в конечном счете, потребительское начало переходит и в наш язык. Через язык оно коварно пробирается в самую глубину нашего сознания. В конце концов, впрочем, это верно: в больших городах природа и в самом деле заменена окружающей средой.

В нашей стране охрана природы гарантирована статьей 18 Конституции СССР, в которой сказано о необходимых мерах для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли, ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира.

Здесь не место, конечно, обсуждать проблему охраны природы в целом, на этот счет имеется уже огромная литература. Но нельзя не вспомнить, что рельеф земной поверхности — это основа и важнейшая часть любого ландшафта, непрерывно взаимодействующая с другими его частями, — входит в понятие и самое существо земной природы в первую очередь. Как показывает весь мировой опыт, рельеф крайне чуток и чувствителен ко всякого рода искусственным воздействиям. Поэтому и он нуждается в охране, воспроизводстве и рациональном использовании своих ресурсов. А между тем сила воздействия на рельеф человека, сила разрушительная, все возрастает. Извлеченные всей мощью человеческого ума из той же природы, технические возможности и в потенции, и в реальном осуществлении превратились в прямую угрозу целым ландшафтам. Особо зловещую роль сыграло в этом создание землеройных машин всевозможных классов и мощностей и всякого рода взрывных устройств. Об этом специально и справедливо писали несколько лет назад в «Курьере ЮНЕСКО».

Охрана рельефа от необдуманных антропогенных воздействий не футурологическая, а вполне современная проблема, и задачи инженерной прикладной геоморфологии в настоящее время никак не могут ограничиваться и объединяться принципом опасности рельефа и геоморфологических процессов для человека и его сооружений. Уже в равной степени в проектах и планах народнохозяйственного масштаба должен найти свое место принцип охраны рельефа.

Есть на Байкале искусственное сооружение, как бы символизирующее борьбу человека с рельефом, в свое время удивившее весь мир, — Кругобайкальская железная дорога. Это истинное чудо строительной, еще крайне примитивной техники конца XIX — начала XX в., запечатленный в камне подвиг русских рабочих и инженеров. Выбитая в крепчайших скалах, висящих над Байкалом громадным — до 300–350-метровым — обрывом, эта дорога, в свое время признанная одним из трех транспортных чудес света (двумя другими назывались плавание Колумба и постройка Суэцкого канала), честно отработала около полувека и сейчас имеет второстепенное, вспомогательное, сугубо местное значение. Но что это за создание рук человеческих! Десятки тоннелей и десятки полутоннелей (галлерей) на 90-километровом отрезке пути над самым Байкалом. Когда шли подготовительные, а затем начались строительные работы, было уже ясно, что строителям от местного рельефа никуда не уйти. Знали, что бороться с рельефом байкальского склона «в лоб» невозможно, стали строить тоннели и галлерей.

Однако казавшиеся относительно безопасными промежутки между тоннелями и галлереями все последующие 50 лет то и дело давали о себе знать осыпями, разрушением укрепительных стенок, особенно обвалами. Предлагались и обсуждались различные меры по предотвращению аварий. Радикального решения найдено так и не было. Рельеф «победил», а человек отступил. Срезать до безопасного наклона гигантский скальный обрыв было бы невозможно и при современной технике.

На практике мы пока подходим к геоморфологическим условиям строительства с одной меркой: ровная поверхность лучше неровной, а если приходится все же строить на неровной, то ее нужно или лучше предварительно выровнять. Таково основное технико-экономическое условие, и, конечно, здравый смысл на его стороне. В далеком прошлом оптимальными в этом смысле природными геоморфологическими условиями пользовались шумеры, вавилонцы, египтяне, но уже строителям Афин и позже Рима, стоящего на семи холмах, пришлось считаться с довольно сложным рельефом. Необходимость приспособиться к сложным условиям местного рельефа повторил в большом масштабе Киев. Хотя зависимость строителей от рельефа строительных площадок в наши дни благодаря мощной технике все время уменьшается, все же и сейчас, и в будущем он будет иметь очень большое значение. К счастью, равнин на земном шаре по площади больше, чем горных стран, возможности человечества в этом смысле еще необъятные. Лишь малая доля удобных широких долин в горах освоены человеком с его современными требованиями.

С ростом народонаселения, особенно в условиях социализма, наряду с технико-экономическими требованиями неминуемо возрастает роль медико-оздоровительных, эстетических, спортивных факторов и обстановок в различных географических и, значит, также в геоморфологических ландшафтах. Об этом говорилось в начале книги, не лишне повторить еще раз, помня, что поездка в горы или восхождение на горы всегда привлекали людей, особенно жителей больших городов, своим особым очарованием.

Теперь благодаря успехам космонавтики уже достаточно твердо установлена неповторимость нашей Земли среди прочих планет по богатству ее природы. Неповторимым оказался и рельеф планеты. Он несет в себе многочисленные следы округлых, то кратероподобных, то собственно кольцевых, или центральных, морфоструктур, напоминая в этом отношении усеянную кратерами поверхность других внутренних планет. Но на этих планетах мы видим кратероподобные и типичные кратерные образования в их первобытной свежести и четкости. На Земле же они лишь просвечивают сквозь сложный современный рельеф, над созданием которого трудились и трудятся не только внутренние силы планеты, не только космические влияния, но и ведущие, так сказать, отделочные работы неутомимые «скульпторы» и «модельеры» — вода, воздух, сложнейший арсенал воздействий биосферы.

Но, спустившись с неба на Землю, мы, если только обратим на это наше обычно занятое другими вещами внимание, убедимся, что неповторимы каждый материк, остров, каждое место на суше и в океане, каждая форма рельефа. Мы часто не замечаем, недооцениваем эту индивидуальность и неповторимость, своеобразие каждого уголка на Земле. А ведь это чувство порождает другое естественное чувство — привязанности к месту, в конечном счете — привязанности к Родине. Замечательно (и это свидетельство глубокой связи ощущений человека с природой, свойственное античности), что в древней Италии люди верили в охраняющую и покровительствующую силу «гения места».

Немало на свете заповедных, охраняемых государственными законами территорий. Многие из них являются заповедниками. Назовем наугад Йеллоустонский парк в США, Нгоро-Нгоро в восточной Африке и т. д. Всемирно известны Ильменский, Варгузинский, Сихотэ-Алиньский и другие заповедники Советского Союза. Но еще много мест на Земле, взывающих к статусу заповедника.

Интересы человечества требуют не борьбы с рельефом, как и с другими слагаемыми природы, а разумной дружбы с ними.

Итак, мы узнали из этой книги, кто они — «скульпторы» земной поверхности, как образовалась современная ее скульптура. Мы видели, что «скульпторов» много, что иногда одни из них помогают другим, иногда же стремятся разрушить сделанное другими. Они вступают и в другие, более сложные взаимоотношения. В ходе геологического времени и в зависимости от геологических событий одни «скульпторы» выдвигаются на первый план, другие же замедляют или прекращают свою работу. Так, уже многие миллионы и даже миллиарды лет создается, в чем-то разрушаясь, и разрушается, в чем-то создаваясь, скульптура и суши, и дна морей. Изменчивая, живая, она везде и во все времена с тех пор, как существует Земля, составляла ее сложный, вычурный рельефный орнамент.

Мы посетили разные скульптурные «мастерские», побывали в больших «выставочных залах» и теперь вспомним, что все мы живем в своего рода природном музее земных скульптур. Каждая из них, если ее настойчиво спрашивать, может рассказать свою историю, а заодно и новейшую геологическую историю того места, где мы ее находим. Под открытым небом, под открытым космосом раскинулся в обхват всей нашей планеты музей ее скульптур.

Теперь, заканчивая книгу, позволительно спросить: в какой мере оправдано хотя бы образное сравнение отдельных совокупностей форм земной поверхности со скульптурами в их классическом понимании и употреблении? Дело в том, что словом «скульптура» геоморфологи и геологи давно пользовались. По почину И. П. Герасимова, этим словом и по сей день обозначаются формы рельефа, имеющие внешнее, экзогенное происхождение и всегда в той или иной степени связанные с климатическими поясами Земли, а также, часто в немалой степени, — с местными климатическими условиями. При этом, как мы знаем, существуют в более или менее измененном виде еще формы рельефа, созданные в прошлом иными климатическими факторами, действие которых ныне парализовано. Но в этой книге сравнение формы Земли и отдельных ее форм со скульптурами имело несколько иной смысл.

Все знают, что слово «рельеф» употребляется в искусстве для обозначения какого-либо выпуклого рисунка, несущего в себе, кроме внешней формы как таковой, еще и эстетическое начало, ритм, какую-то идею или символику, образ и т. д. Как мы знаем, темы и воплощения их в художественной скульптуре очень разнообразны, но подчиняются (в области формы) некоторым определенным художественным канонам. Точно так же в мире форм земной поверхности, имеющих в противоположность «искусственным» естественное происхождение, царит великое разнообразие как по внешним очертаниям, так и по содержанию. Это содержание, как мы видели, далеко не ограничивается тем или иным вещественным, геологическим составом. Как элементы природы, формы рельефа всегда заключают в себе, вернее, представляют собой, результат какого-то естественного природного процесса, составляют его образ, его выражение. Размеры здесь, конечно, другие. Скульптуры земной поверхности имеют самые различные масштабы — от гигантских (горные области, холмистые страны, впадины морей) до так называемых микроформ, образуя целую гамму все уменьшающихся по размерам пластических деталей, становящихся при этом все более индивидуальными (знак ветровой ряби на песчаном мелководье, углубление, оставленное, пусть на несколько минут, крупной градиной на влажном грунте, отдельная морщинка на поверхности застывшего лавового потока). Что касается художественного, эстетического начала, то каждый, кто способен видеть и воспринимать увиденное, знает, сколько красоты дарит нам рельеф, обычно наряженный в какие-либо биосферой или льдами созданные одежды, но прекрасный также и в наготе скал или пустынных «выточенных» формах. Да и художник-пейзажист всегда рисует рельеф, хотя не всегда думает об этом. В заключение вспомним еще раз, что в скульптуре, одном из древнейших искусств, человек неизменно подражал, нередко просто копируя, образцам природы. Вот почему в этой книге мы говорили о рельефе и рельефах Земли как о великих, для человека изначальных, пластически совершенных и характеристически выразительных скульптурах.

* * *

В этой книге мы познакомились с основами науки о рельефе земной поверхности, нередко сравнивая соответствующие явления на лике нашей планеты с художественными произведениями — скульптурами, поскольку внешний образ и тех и других всегда отражает их глубокое содержание. В таких сравнениях можно было бы пойти и дальше, например, указать, что подобно скульптурной технике — высеканию с помощью резца, лепке и отливке, природа пользуется в создании форм земной поверхности подобными же приемами, и что в обоих случаях, т. е. в произведениях художественной пластики и природы очень большую роль играет их исходный материал, вещество, фактура.

Но геоморфология — одна из важных, как мы видели, наук о Земле и небезынтересно представить себе будущий путь ее развития, тем более, что уже давно в среде геоморфологов не существует на этот счет единого мнения. Наиболее «общим местом» имеющихся высказываний как кажется, является неудовлетворенность состоянием общей геоморфологической теории как некоей верховной идейной концепции. Наряду с такими высказываниями вносятся и позитивные предложения, обещающие, по мнению их авторов, поставить, наконец, геоморфологию на ноги. В чем же причина такого воображаемого «кризиса» геоморфологии, чего ей не хватает на самом деле?

Одной из причин является, возможно, промежуточное положение геоморфологии между такими широчайшего охвата «меганауками», как география и геология, и долгое время бытовавшая разница в подходах географов и геологов к оценке содержания и задач науки о рельефе. Еще В. Дэвис считал главным в развитии рельефа смену географических циклов, а В. Пенк называл цель своего морфологического анализа чисто геологической.

Другая причина заключается, по-видимому, в особенностях развития геоморфологии за последние полвека. 30–40-е годы в истории отечественной геоморфологии — это интенсивное накопление описательного материала, опыты его картографирования, а также критический пересмотр теоретического наследия А. Пенка, В. Пенка, В. Дэвиса, А. Геттнера и других зарубежных ученых. Критика развертывалась главным образом с позиций методологических, была суровой, но все же не поколебала основы, например, учения о циклах эрозии — признания историзма рельефа, его постоянной тенденции к выравниванию, как и представлений о связи формы (и процесса формирования) склонов с движениями земной коры. Взятые в целом идеи В. Дэвиса, как и взгляды В. Пенка, были тем не менее объявлены односторонними и даже метафизичными. Переводы классических работ названных авторов на русский язык увидели свет лишь в 60-е годы.

Критический период в советской геоморфологии был закономерен и необходим для следующего шага — новых теоретических обобщений. Так, взамен «больших складок» В. Пенка (прерывистых во времени изгибов земной коры) свою модель образования горных поверхностей выравнивания предложил Б. Л. Личков, отстаивавший примат в этом процессе прерывистых вертикальных движений и не видевший принципиальной разницы в образовании поверхностей выравнивания в горах и террас в речных долинах. К. К. Марков выдвинул концепцию гипсометрически и климатически обусловленных геоморфологических уровней. И. П. Герасимов, развивая идеи Энтельна, выдвинул понятие о морфоструктуре как устойчивом во времени геоморфологическом выражении (и одновременно конкретном остове рельефа) тектонической структуры. По существу это был решительный шаг к гео-логизации геоморфологии или, точнее, путь, прямо и во всем главном ведущий от геологии, от строения субстрата. Л. Кинг выступил с новыми идеями о механизме выравнивания — педипленизации, сохраняя при этом в своей общей концепции «большие складки» В. Пенка, названные им «киматогенами». В 50-е и 60-е годы советскими исследователями был изучен механизм образования многих климатически обусловленных комплексов форм в горах и на равнинах. Особенно продвинулось понимание происхождения форм ледниковой денудации, криогенных, карстовых, эоловых, береговых. Стали изучаться склоновые процессы в самом широком смысле. Преимущественно на той же «экзогенной» базе развивались прикладные направления геоморфологии. В целом можно охарактеризовать пройденный период, как углубление отдельных сторон и направлений геоморфологии почти без попыток перестройки ее на принципиально новых позициях.

Как бы то ни было, современное состояние теоретической базы геоморфологии продолжает считаться неудовлетворительным. Разделяя прежде такую точку зрения, автор в настоящее время смотрит на будущее геоморфологии с гораздо большим оптимизмом. В то же время, надо признаться, в ней имеют широкое хождение недостаточно отточенные понятия, несовершенна терминология, спорны даже некоторые общие положения. Все это так. И все же наука о рельефе Земли в целом стоит на верном пути и по этому вопросу автор решается высказать некоторые соображения в конце этой книги.

В начале книги указывалось, что геоморфология наших дней вышла на самый передний край науки, поскольку ей оказались посильны решения труднейших задач, особенно обострившихся в наш научно-технический век. Первая из них — способность к обоснованным прогнозам как природных явлений, так и тех, что порождаются вторжением технических (антропогенных) воздействий в течение природных процессов. Вторая задача, выполняемая геоморфологией во все расширяющемся общении человечества с космосом, — это предшествующая, как правило, всем остальным средствам и операциям, оценка природы небесных тел по морфологическим критериям выработанным и проверенным в земных условиях Но если так, о каком же отставании геоморфологии от прочих наук о Земле может идти речь? Не следует ли вспомнить еще и о том, что морфологическими, а не иными методами была установлена неожиданная для всех картина распространения на всей Земле кольцевых (центральных) структур, доставленная нам космическими фото-и телеизображениями.

Достаточно оглянуться на смежные или более удаленные от геоморфологии науки о Земле, чтобы увидеть в них близкое или аналогичное положение с их теоретической базой. Ни одна из них не обладает законченной теоретической основой. Нас смущает быстро идущее внедрение в большинство наук о Земле математических и физических методов, новые изощренные методы измерений различных природных параметров, тончайшего анализа вещества. В какой-то мере это нужно и геоморфологии, но эта мера, поскольку мы имеем дело с морфологической наукой, в высшей степени специфична. Самое же главное, с нашей точки зрения, состоит в том, что еще не создана (и с этим, кажется, все согласны) общая теория развития Земли, в рамках которой только и смогут найти свое место производные и согласованные с такой общей теорией теоретические основы отдельных наук, изучающих части единого целого.

Непременным условием успешного развития в наше время всяких, в том числе естественноисторических наук является внедрение в них методов количественного анализа и вообще возможность количественных оценок. Переход от качественно-описательного к количественно-аналитическому языку и мышлению коснулся, хотя и в разной степени, всех наук. Геоморфология занимает в этом отношении, по-видимому, такое же место, как, скажем, палеогеография или историческая геология, хотя казалось бы, имея дело с рельефом, характеризующимся с внешней стороны положением точек земной поверхности в пространстве, в ней могут и должны быть использованы различные геометрические методы. Так оно и есть на самом деле, и геометрические приемы составляют в геоморфологии целое направление — морфометрию, которая, впрочем, еще не приобрела цельности и не выявила общих закономерностей. Предложено и с успехом применяется много морфологических методов (в чем особенно преуспела саратовская геоморфологическая школа), но цельного учения пока не создано. Разумеется, немалый интерес имеют опыты тренд-анализа рельефа и другие подходы. В общем можно сказать, что в области количественных характеристик геоморфология развивается если и медленно, то неуклонно. Немало сделано и в изучении физики геоморфологических процессов, хотя, пожалуй, наибольшее отставание имеет место именно в этой области, за исключением достижений наших мерзлотоведов, наших и зарубежных вулканологов. Соответствующие разработки особенно многочисленны в прикладных направлениях, в первую очередь в инженерной геологии, которая по своим задачам и методам их решения по существу сливается со строительной или инженерной геоморфологией. При наличии немалого количества моделей, относящихся к динамике склоновых процессов, геоморфология еще далека от разработки общей теории движения рыхлых масс по земной поверхности — основного и постоянно действующего механизма рельефообразова-ния. Предпосылки для создания такой теории, можно сказать, налицо.

Когда мы говорим о необходимости изучать геоморфологические объекты и процессы мерой и числом, то иногда, пожалуй, забываем, что же, собственно говоря, с какой целью и с какой точностью мы должны изучать количественными методами. Если по отношению к процессам это достаточно ясно, то по отношению к самому рельефу ясно не всегда. Ведь земная поверхность и ее рельеф — это не синонимы. Последний — одно из свойств первой, пусть главное в ней — ее форма, но это не все. В геоморфологии под рельефом принято понимать форму твердой земной поверхности. А что представляет собой реальная, географическая земная поверхность? Попробуем остановиться на этом, кажущемся несколько странным, вопросе.

Пожалуй, только в гористых пустынях да на высоких горах (по не самых высоких, закованных в льды), например, типа большинства сибирских гор, возвышающихся над границей леса, по не достигающих снеговой линии, так называемых гольцов, мы видим в натуре рельеф твердой земной поверхности. Слишком мало мы бы знали, если бы довольствовались этим! Поэтому в понятие о земной поверхности, изучаемой наукой о рельефе входят и обширные пространства суши и морского дна сложенные рыхлыми или полурыхлыми осадками разнообразного происхождения и возраста, вплоть до современных Составляющий их материал — плоть от плоти земной коры И если таким пространствам в общем случае свойствен более ровный, спокойный рельеф, то местами он может оказаться и очень сложным. Но остается еще много мест и площадей, покрытых льдами, материковыми или горными, где гидросфера в твердой фазе прямо образует физическую. земную поверхность, обладающую тем или иным, не всегда специфическим рельефом. Есть на Земле и обширные площади, покрытые и покрываемые громадными массами «отбросов» биосферы, и величественные высокоствольные леса, под покровом которых, да и почв под ними, скрывается подчас на значительной глубине все та же физическая твердая земная поверхность. Эти разнородные образования, смыкаясь и переходя друг в друга, все ведь участвуют в создании образа земной поверхности, ее формы, ее ландшафтов, причем каждое из них развивается по собственным законам. Мерка единого механизма формообразования ко всем этим образованиям, очевидно, неприложима. Иными словами, земная поверхность от места к месту разнородна и, описывая ее с помощью тех или иных моделей, в частности, изображая ее гипсометрию, мы чрезвычайно упрощаем и схематизируем само явление «рельеф земной поверхности», вводя в совместное геоморфологическое рассмотрение объекты разной природы и разного масштаба. Всем сказанным автор хочет подчеркнуть, что существующие приемы количественного анализа рельефа дают лишь очень приближенное его описание. Моделирование рельефа, его «разрешающая способность» должны быть жестко связаны с масштабом задачи.

Возьмем, например, болото с мочажинами, кочками и прочими атрибутами, подобное тем, которые с такой неподражаемой изысканностью опоэтизировал А. Блок в своем цикле «Пузыри земли». Ведь о рельефе болот, все еще занимающих огромные пространства в нашей стране несмотря на успехи мелиорации, как о рельефе плоском, мелкобугристом, кочковатом и т. д. мы говорим лишь в применении к нашему житейскому опыту. Где в таком болоте «рельеф твердой земной поверхности»? Он где-то на глубине, невидим, а реальная поверхность болота образована смешением или чередованием масс вещества, принадлежащих по происхождению и фазовому состоянию ко всем внешним геосферам — водной, газовой, земной коре, биосфере. Оказывается мы попали в очень сложную природную систему теснейшего взаимодействия и взаимопроникновения всех внешних оболочек! Перед нами слой, а не единая сложная однородная поверхность. И лишь со стороны, в удалении, поневоле схематизируя, мы сможем подыскать для рельефа такого болота какое-то простое общее название. А этот пример показывает еще, что под внешней (с течением времени, конечно, меняющейся) формой какого-то участка земной поверхности могут скрываться еще многие другие внутренние формы, отнесенные к тем или иным свойствам Земли.

Всем сказанным мы пытались пояснить нашу мысль о том, что в будущем развитии геоморфологии будет необходимо пользоваться какими-то более определенными понятиями, чем «рельеф земной поверхности» в современном, как видим, очень общем и тем самым довольно расплывчатом понимании. На это до сих пор почему-то обращалось мало внимания, а ведь вся морфометрия рассчитана на познание строго определенной и совершенно конкретной поверхности. Но разве не верна, хотя и звучит довольно парадоксально, мысль о том, что, например, поверхность геоида реальна, но невидима, тогда как физическая поверхность суши видима, но в большей степени воображаема, будучи «загромождена» самыми разнообразными, как природными, так и антропогенными надстройками.

Рассуждая таким образом, небезынтересно вспомнить о том, что некоторые ученые придают познанию земной поверхности совершенно особое значение даже в самой геоморфологии. По их представлениям, эта реальная поверхность сама по себе, как таковая, составляет (или должна составлять, более того — исчерпывать) предмет геоморфологии. Задача последней с такой точки зрения — изучать динамику единой земной поверхности в связи с изменениями ее положения в пространстве, очевидно, под влиянием тех или иных геоморфологических процессов. Поверхность эта, существуя объективно, материальна, но не вещественна, что особенно подчеркивалось основоположниками изложенных взглядов (В. В. Ермолов, С. Л. Троицкий), отрицавшими постоянную прямую и решающую связь морфологии земной поверхности с ее материальным геологическим субстратом. Как видим, для формализации основных научных понятий и применения количественных методик подобная концепция очень удобна. К сожалению, названные авторы не успели ее развить, но и в таком виде она привлекла внимание и сочувствие многих геоморфологов. Вместе с тем казалось что и при последующем своем развитии и углублении концепция «чистой поверхности» не сможет исчерпать всего богатейшего содержания науки о рельефе, в понятии о котором хотя и много условного, но огромная информативность которого все расширяется, распространяясь на глубинные, даже подкоровые явления. Об этом мы говорили в первой части книги. Поверхность земного рельефа — это поверхность раздела не только материальных, но и вещественных сред, свойств которых она не может не отражать. Свойства же эти, в свою очередь, воплощаются не только в особенностях процессов, в соответствующих средах протекающих, но и в самой вещественной основе последних, без которой немыслимы и сами процессы.

В дискуссиях о том, в каком направлении геоморфология будет развиваться дальше, важное место занимает геологический субстрат как геоморфологический фактор. Никто не спорит о том, что геологический материал, тектонические структуры и движения — главнейшие факторы в построении и развитии рельефа, особенно крупных и крупнейших его черт. Речь идет о другом: что заключено, например, в выражении «геологическое наполнение форм рельефа» или в выражении «геологическое содержание геоморфологической формы»? О роли геологического субстрата в рельефе Земли много говорилось выше. Автор придает ему очень большое значение и не считает недопустимым говорить о вещественной основе рельефа, хотя он составлен чередующимися и переходящими друг в друга выпуклыми формами, наличие «наполнителя» для которых естественно, и формами вогнутыми (отрицательными), которые лишены геологического наполнения и, следовательно, вещественного содержания. Автору кажутся недоразумением сомнения на этот счет. Так, в обломке мраморного фриза от какого-либо греческого храма мы видим рельефы, выпуклые и вогнутые части которых выполнены по одному и тому же мрамору, и это никого не смущает. Суждения о том, что наличие геологического субстрата у полой формы рельефа — чистейшая несообразность, с точки зрения автора, порождены единственно несовершенством до сих пор применяемой терминологии. Автор предложил заменить искусственные традиционные понятия об отрицательных и положительных формах рельефа понятиями об инициальных (начальных), транзитных и терминальных (конечных), основанными на центростремительном направлении потока любых гравитационных масс. С таких позиций субстрат озерной котловины — озерные отложения и подстилающие их коренные породы. Подобным же образом субстрат знаменитой малахитовой чаши в ленинградском Эрмитаже, — конечно, малахит. Автор не видит здесь противоречия здравому смыслу и надеется на сочувствие читателей.

Мы не можем дольше останавливаться на этом и других вопросах, связанных будто бы с «застоем» геоморфологии. Все существующие в ней направления должны свободно развиваться, не отталкивая друг друга, а стремясь к взаимодействию и углублению тех знаний, которыми мы уже располагаем, как многократно проверенными и общепризнанными. А ведь далеко еще не все ясно в сущности тех геоморфологических процессов, о которых говорилось выше и говорится в учебниках, популярных изданиях и пр. Мы до сих пор не знаем тонкостей природных механизмов, создающих, разрушающих и перестраивающих рельеф земной поверхности. На примере ледниковой морфологии гор это совсем недавно показал сибирский ученый Л. Н. Ивановский. Другой сибирский ученый Н. П. Ладейщиков с новых позиций только что осветил климатообразующее значение горного рельефа, т. е. решил в известном смысле обратную задачу и показал, что установленные им в Прибайкалье закономерности могли бы составить особую главу в учении о климате в целом. Это только два примера, взятые наугад. Ежегодно наука вообще и наука о рельефе в частности пополняется новыми материалами и мыслями.

Учитывая незавершенность в наши дни общей теории Земли, мы имеем все основания рассчитывать, что со временем и та поверхность планеты, через которую идет непрерывный энерго- и массоперенос из недр в космос и из космоса в недра, предстанет перед нами в новом научном свете.

ИЛЛЮСТРАЦИИ

Формы пустынного выветривания в пустыне Гоби. Монголия

Фото С. С. Коржуева

Причудливые формы выветривания известняков в долине р. Оленёк

Фото С. С. Коржуева

Низкогорье, или мелкосопочннк. На втором плане небольшие островные горы. Монголия

Фото С. Д. Хилько

Поверхности выравнивания — плато Укок. На заднем плане Южный Алтай

Фото Л. Н. Ивановского

Поверхности выравнивания в Монгольском Алтае

Фото Р. Л. Курушина

Резкорасчлененный рельеф в вершинной части Баргузинского хребта, близкий к альпийскому, несмотря на то что абсолютная высота гор здесь невелика (2800–3200 м)

Фото Л. Н. Тюлиной

Альпинотипный рельеф. Центральный Алтай

Фото Л. Н. Ивановского

Береговые обрывы гор на Байкале, образованные очень молодыми, близкими к вертикальным, движениями. Видны треугольные склоны (фасеты), типичные для гор, образованных сбросами

Фото Л. Н. Тюлиной

Сдвиг местности по вертикальной трещине, мгновенно произошедший во время 11-балльного землетрясения 4 декабря 1957 г. в Гобийском Алтае. Рельеф типа бедленд

Фото В. П. Солоненко

Вулкан Тятя. Курильские острова

Фото М. Редькина

Формы выветривания и размыва в горах Ям-Алинь

Фото Г. И. Худякова

Барханы. Северная окраина пустыни Гоби. Монголия

Фото В. П. Солоненко

ОБЪЯСНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ТЕРМИНОВ

Антропогенный — связанный с деятельностью человека.

Бентос — совокупность живых организмов, ведущих прикрепленный к месту (дну водоема) образ жизни.

Биогеоценоз — комплекс явлений, отнесенный к какому-либо участку земной поверхности и включающий в себя совокупность живых организмов и условий среды их обитания.

Биомасса — количество живых организмов, отнесенное к единице площади или объема населяемой ими среды.

Биотоп — часть земной поверхности, занятая определенным биоценозом.

Геосинклиналь — область накопления мощных морских и прибрежных отложений, их глубокого захоронения и изменения (метаморфизма) при погружении земной коры, вулканических излияний, внедрений глубинного расплавленного вещества (магмы), высокой подвижности и последующего смятия слоев горных пород в складки, образования разломов и горообразования.

Карст — процесс (также ландшафт), в котором главное значение имеет наземное и подземное выщелачивание податливых для этого пород (известняков, гипсов, солей), образование пустот. Различают покрытый (несущий почвенно-растительный покров) карст, в котором основную роль играют формы подземного растворения (пещеры и др.), и голый карст, в котором легко растворимые породы выходят на поверхность, лишены почвенно-растительного покрова.

Мобилиям и фиксизм — два научных направления в тектонике (см.). Первое направление отводит главную роль горизонтальным силам и перемещениям земной коры в истории Земли, вплоть до раздвигания и сближения материков, открытия и раскрытия океанов (тектоника литосферных плит). Второе направление придает главное значение вертикально действующим силам и соответственно вертикальным движениям земной коры, поднятиям и опусканиям. Взаимное положение ядер материков считается при этом неизменным (фиксированным).

Орогенез — горообразование (в прямом смысле слова), также заключительная стадия развития геосинклинали с образованием первичных гор или создание новых гор (возрожденных) на месте исчезнувших.

Планктон — совокупность живых существ, главным образом населяющих поверхностную часть водоема и пассивно перемещаемых ветровыми волнами, течениями и проч.

Тектоника — часть геологии, изучающая условия и типы залегания горных пород, смятия их в складки, растяжения и сжатия, образования в земной коре разломов разного типа и размера. Тектоника изучает также историю движений и деформаций земной коры, ее разделения на плиты или геоблоки, стремится познать причины тектонических сил и движений.

Эоплейстоцен эпоха в истории Земли, в конце которой появился первый человек (2–3 млн. лет назад).

Последовательность и продолжительность главнейших подразделений геологического времени, начиная с древнейших (в скобках показано начало подразделения в миллионах лет):

Эры:

Архейская (4000).

Протерозойская (2600).

Палеозойская (570) — подразделяется на периоды:

кембрийский (570), ордовикский (500), силурийский (430), девонский (395), каменноугольный (345), пермский (280).

Мезозойская (225) — подразделяется на периоды: триасовый (225), юрский (190), меловой (136). Кайнозойская (70) — подразделяется на периоды: палеогеновый (70), неогеновый (25), четвертичный (2).

Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры иногда объединяются понятием «фанерозой» — время явной жизни, т. е. оставившее следы жизни, не вызывающие сомнений.

ЛИТЕРАТУРА

Костенко Н. П. Развитие рельефа горных стран. М.: Наука, 1979.

Леонтьев О. К., Рычагов Г. И. Общая геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1980.

Лестер Кинг. Морфология Земли. М.: Прогресс, 1967.

Муратов М. В. Происхождение материков и океанических впадин. М.: Наука, 1975.

Неспокойный ландшафт. М.: Мир, 1981.

Обручев В. А. Избранные работы по географии Азии. М.: Географиздат, 1951.

Олюнин В. В. Происхождение рельефа возрожденных гор. М.: Наука, 1978.

Резанов Ю. А. Образование гор. М.: Наука, 1977.

Синицын В. М. Центральная Азия. М.: Географгиз, 1959.

Тимофеев Д. А. Поверхности выравнивания суши. М.: Наука, 1979.

Флоренеов И. А. Очерки структурной геоморфологии. М.: Наука, 1978.

Шафрановекий И. И. Симметрия в природе. Л.: Недра, 1968.

Шафрановекий И. И., Плотников Л. М. Симметрия в геологии. Л.: Недра, 1975.

Щукин И. С. Общая геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1960. Т. 1; 1964. Т. 2.

Эдельштейн Я. С. Основы геоморфологии. М.; Л.: Географгиз, 1947.

INFO

Ф 73 Флорексов Н. А. Скульптуры земной поверхности. М.: Наука, 1983,— 174 с., ил, — (Серия «Человек и окружающая среда»),

19.5.3

Ф 1905030000-224/042(02)-83*236-83-11

Николай Александрович Флоренссв

СКУЛЬПТУРЫ

ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Утверждено к печати

Редколлегией серии научно-популярной литературы

Академии наук СССР

Редактор издательства Н. Б. Золотова

Художник В. Л. Хлебников

Художественный редактор Н. А. Фильчагина

Технический редактор Т. С. Жариков

Корректоры Р. С. Алимова, Н. Г. Васильева

ИБ № 27178

Сдано в набор 24.11.82.

Подписано к печати 29.03.83.

Т-05573. Формат 84x108 1/32.

Бумага типографская № 2

Гарнитура обыкновенная

Печать высокая

Усл. печ. л. 9,66. Уч. изд. л. 10,4. Усл. кр. отт. 9, 98

Тираж 11 900 экв. Тип. зак. 2271

Цена 75 коп.

Издательство «Наука»

117864 ГСП-7, Москва, В-485, Профсоюзная ул., 90

2-я типография издательства «Наука»

121099, Москва, Г-99, Шубинский пер., 10

…………………..

FB2 — mefysto, 2024

Примечания

1

Сейчас соперничают две точки зрения: согласно первой ядро сложено сернистым, согласно второй — окисным железом. Имеются и другие предположение.

(обратно)

2

Срединно-океанические хребты, на долю которых приходится до 10 % общей поверхности земного шара, в геологическом отношении. несомненно, молоды.

(обратно)

3

Чтобы полностью в этом убедиться, достаточно построить для того и другого полушария параллелограммы векторов скоростей движущейся воды и точек земной поверхности в разных широтах.

(обратно)

Оглавление

ОТ АВТОРА

ЗЕМНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ КАК СКУЛЬПТУРА ПЛАНЕТЫ

РАЗВИТИЕ ОБРАЩЕННОГО В КОСМОС ЛИКА ЗЕМЛИ

СКУЛЬПТОРЫ ЗЕМЛИ — ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

ЖИЗНЬ ГОР

ЧТО МОГУТ РАССКАЗАТЬ О СЕБЕ САМИ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА?

СИММЕТРИЯ В СКУЛЬПТУРАХ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

РЕЛЬЕФ И БИОСФЕРА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИЛЛЮСТРАЦИИ

ОБЪЯСНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ТЕРМИНОВ

ЛИТЕРАТУРА

INFO

*** Примечания ***