Что это за «бессточные впадины» и зачем они нужны?

Сотрудники лаборатории глубинного геологического строения и динамики литосферы (Институт геодинамики и геологии ФИЦКИА УрО РАН) продолжили полевые работы на площади Холмогорского тектонического узла по наземной верификации (проверке) так называемых «бессточных впадин», выделенных при цифровом моделировании рельефа.

Необходимо пояснить, что «бессточной» (или замкнутой) называется впадина, которая не имеет стока, но принимает постоянные или временные потоки, поэтому на ее дне возникают или постоянные или временные водоемы.

Предварительно бессточные впадины были выделены учеными лаборатории на цифровой модели рельефа. Далее «вычитались» заведомо известные крупные водоемы, речные разливы и прочие водные объекты. Таким образом, выделялись «сухие» бессточные впадины, т.е. впадины, не имеющие на дне достаточно надежного водоупора. Для обычного человека – это карстовые воронки и пещеры.

И вот они-то и стали предметом пристального интереса ученых, ведь по ним проще всего отслеживать не только изменение рельефа, но и существующие тектонические процессы. Например, движение тектонических плит.

Как отмечают исследователи, развитие карста на территории Архангельской области определяется максимально благоприятными условиями: широким распространением карстующихся пород, выходящих на поверхность или покрытых чехлом четвертичных отложений, тектонической неоднородностью, нетипичной для платформенных условий, циркуляцией пресных агрессивных вод.

На карбонатных породах среднего и верхнего карбона и ассельского яруса нижней перми формируются воронки в основном без нарушения целостности почвенного покрова (т.е. еще не достигшие стадии провала). Такие понижения выполнены либо другим типом растительности (смена хвойного древостоя на лиственный и кустарниковый при более глубоком понижении, или кустарничкового яруса на травянистый при малой глубине), либо заболачиваются (смена кустарничковой растительности на моховую).

Таким образом, был подтвержден важный вывод о том, что метод обнаружения бессточных впадин, используемый при гидрологической коррекции цифровой модели рельефа, может применяться в качестве экспресс-метода выделения начальных стадий активизации карстового процесса. Т.е., ученые, наблюдая в лаборатории за процессами образования карстовых воронок, могут с высокой долей точности предсказывать провалы земли, выход подземных газов, иные явления.

Тут надо пояснить, что в настоящее время в центре внимания экологии – изучение последствий техногенного загрязнения природной среды. Однако одновременно с ним на экосистему воздействует и комплекс климатических, геологических, гидрологических факторов, влияние которых в большинстве исследований не учитывается. Так, геологические процессы обуславливают глобальную миграцию вещества, в том числе поступление радионуклидов и тяжелых металлов в окружающую среду (Handy et al., 2007; Барабошкина, 2002). К глубинным тектоническим разломам приурочены аномалии гравитационного, магнитного, электромагнитного, электростатического и акустического полей (Трофимов, Зилинг, 2005, Кутинов и др., 2009). Тектонические процессы вызывают непрерывную дегазацию Земли в зонах повышенной трещиноватости и проницаемости земной коры, и именно активность эманационного поля радона наиболее ярко отражает расположение разломных зон и изменение сейсмической активности (Spivak, 2014).

Геофизические и геохимические аномалии в зонах активных разломов могут вызывать широкий спектр ответных реакций у биоты (Trifonov, Karakhanian, 2004; Экология человека…, 2008, Кутинов, Чистова, 2012). Установлено влияние активных разломов на распределение растительности и появление азональных биоценозов (Виноградов, 1955; Бгатов и др., 2007), на изменение содержания химических элементов в растениях, увеличение уровня изменчивости их морфологических (Boyarskikh, Shitov, 2010) и биохимических (Боярских и др. 2011, 2012; Boyarskikh et al., 2016) признаков, а также появление уродливых форм (Trifonov, Karakhanian, 2004).

Поэтому, кроме верификации (проверки наличия) бессточных впадин, учеными проводились замеры плотности потока радона в грунтах, содержания кислорода, углекислого газа, метана, углеводородов, с целью определения наличия глубинной дегазации, так как максимальная плотность бессточных впадин пространственно совпадает с тектоническими узлами.

Полученные результаты измерений непременно приоткроют завесу тайны над процессами, которые сформировали и продолжают формировать нашу планету, ее рельеф. Так что ждем новых открытий.