Удивительный карст в долине реки Синей
Елена Трофимова,
кандидат географических наук, Институт географии РАН
«Природа» №1, 2017
В широтном течении великой сибирской реки Лены, в 200 км от Якутска, находится удивительный по красоте уголок. Река Синяя, левый приток Лены, образует живописную долину, протягивающуюся почти на 600 км. Интересно, что название реки происходит от эвенкийского сиэне, что означает «песок».
В июле 2015 г. участок долины р. Синей протяженностью в 190 км (между устьями притоков Матта и Биллях) был включен в Список всемирного наследия ЮНЕСКО по критерию VIII как «выдающийся пример основных этапов истории Земли, включая следы древней жизни, серьезные геологические процессы, которые продолжают происходить в развитии форм земной поверхности, существенные геоморфологические или физико-географические особенности рельефа» [1, с. 9]. Таким выдающимся примером современного геолого-геоморфологического процесса здесь служит карст в промороженных известняках. Он развивается в области сплошного распространения многолетнемерзлых пород (мощностью до 300–500 м [2]) в континентальном экстремально холодном климате: средняя годовая температура воздуха, по данным метеостанции Якутск, здесь составляет −10,2°С при годовой ее амплитуде до 100°С, а сумма осадков не превышает 213 мм.
Река Синяя
Долина Синей находится на Приленском плато, его абсолютная высота около 250–350 м. Территория представляет собой пластовое плато, образовавшееся в результате переработки древнепалеозойских структур под действием нескольких циклов эрозии и денудации, продолжающихся до настоящего времени [3]. Карст развивается в известняках и доломитах нижнего кембрия мощностью до 400–500 м, перекрытых криогенно-эоловыми отложениями. Он широко распространен в придолинной полосе Приленского плато, а также по междуречьям Синей и ее притоков.
Схема долины р. Синей. Контуром показаны границы территории, которая вошла в Список всемирного наследия ЮНЕСКО. Треугольниками отмечены участки распространения Синских и Ленских столбов
Рассмотрим удивительные особенности рельефа долины р. Синей, формирующиеся в условиях развития трех морфолого-генетических типов карста: голого, покрытого и задернованного.
Поверхностные карстовые формы
В условиях голого карста на поверхности горных пород распространены специфические отрицательные наноформы карстового рельефа — лунковые карры. Они возникают в результате неравномерного растворения (селективной коррозии) известняков и доломитов под воздействием талых, дождевых и конденсационных вод. Карры имеют округлую и эллиптическую в плане форму, их диаметр варьирует от 0,3–0,5 см до 3–4 см, глубина обычно не превышает 1–1,5 см. Увеличению лунок способствует повышенная влажность накапливающегося в них нерастворимого остатка. Лунковые карры распределены неравномерно: встречаются как отдельные образования, так и группы форм, слившиеся в одну большую карровую морфоскульптуру.
Лунковые карры (долина Синей на участке между реками Биллях и Бытырыстах)
На пологих поверхностях, где вода стекает медленно, вдоль рассекающих горные породы трещин (преимущественно диагонального и ортогонального направлений) обнаружены трещинные карры, или так называемые известняковые тротуары. Отдельные блоки горных пород подвержены воздействию биокарста: здесь на поверхности фиксируются небольшие углубления и канавки (глубиной до 1 см), созданные коррозионной деятельностью микроорганизмов (цианобактерий, грибов, водорослей, лишайников). Из-за активных процессов криогенного выветривания в обнажающихся известняках карры быстро разрушаются.
Еще одна необычная форма карстового рельефа, выявленная как в голом, так и в покрытом карсте, — кораллитовые (кристалликтитовые) коры из тонковолнистых сферолитов, которые представляют собой продукты кристаллизации вторичного кальцита из неподвижных капиллярных пленок. Развитие кор происходит в условиях резко континентального климата путем кристаллизации СаСО3 из водного раствора преимущественно конденсационного генезиса. Кораллитовые коры образуются в небольших углублениях (обычно в трещинах) либо в подповерхностном слое и обнажаются при денудации рыхлых отложений.
Кораллитовые коры (долина р. Унгкюр)
В долине Синей распространены также карстовые воронки, представляющие собой замкнутые углубления овальной, округлой или неправильной формы, преимущественно конусообразные, реже асимметричные и блюдцеобразные. Их диаметр варьирует в пределах 3–5 м, глубина — от 0,5 до 2,0 м. При слиянии нескольких воронок выщелачивания образуются карстовые озера. Они имеют промерзшее дно и берега, а их глубина не превышает 2,0–2,5 м. Крупные озера расположены в долинах рек Кыра-Тас и Начабыл. Между собой водоемы соединяются короткими участками речных русел.
Таежное озеро в междуречье рек Унгкюр и Бурдобыт
Долина Синей вытянута с северо-запада на юго-восток, русло реки сильно петляет, образуя большое количество меандров. Коэффициент извилистости на исследуемом отрезке протяженностью 190 км составляет 1,17–1,20, а между устьями рек Кыра-Тас и Начабыл достигает 1,29. В среднем течении Синей меандры свободные, в то время как в низовьях они принадлежат к типу врезанных, как и на соседнем отрезке Лены. В основании бортов долины часто можно заметить так называемые области разгрузки надмерзлотных карстовых вод, характерные для районов с повсеместным развитием мерзлоты. Зимой в таких местах образуются наледи. В корневой части меандров под уступами северо-западной экспозиции наледь может сохраняться до июня-июля, а с юго-восточной стороны она обычно стаивает уже к началу лета. На наледных полянах на свет появляется уникальное для северных широт растение, занесенное в Красную книгу Международного союза охраны природы как вид, находящийся под угрозой уничтожения: башмачок пятнистый, или кукушкины сапожки (Cypripedium guttatum). Очевидно, что наледи защищают поверхностный почвенный покров от сильного промерзания в особенно суровые зимы, создавая условия для появления на их месте хрупких творений природы из семейства орхидных.
Поляна краснокнижного вида Cypripedium guttatum в урочище Песчанка
Для гидрографической сети районов с развитием карста характерны исчезающие реки и ручьи. За исключением основного русла Синей, все водотоки долины прерываются либо в верхнем, либо в нижнем течении (например, реки Мундукта, Кыра-Тас, Сюлюгей и др.), а реки Начабыл, Бытырыстах и Унгкюр периодически исчезают и снова появляются на всем протяжении, причем в руслах отмечаются провалы в виде воронок, щелей, иногда с понорами*. Вода в реках и ручьях необыкновенно прозрачна, в ней, как в зеркале, отражаются окружающие скалы.
Подземные формы
По обоим берегам Синей на протяжении около 80 км высятся причудливые вертикальные скалы. Иногда это отдельные останцы, а местами — сплошная зубчатая стена. По аналогии со всемирно известным геологическим феноменом в долине Лены скалы в долине Синей названы Синскими столбами. Их высота достигает 180–200 м. Это своеобразная форма подземного (глубинного) карста, вскрытого долиной реки при ее эпизодическом врезании в Приленское плато. Синские каменные гиганты, так же как и Ленские, сформировались около 400 тыс. лет назад [4]. Вследствие неотектонических процессов за прошедший период территория Сибирской платформы поднялась на 200 м, что привело к глубокому врезанию долины р. Синей и к развитию карста. Он, в свою очередь, способствовал, с одной стороны, расширению естественных трещин и отчленению очередных блоков от основного массива горных пород, а с другой — формированию многочисленных щелей, ниш, навесов, естественных арок, а также небольших пещер и коридоров.
Из-за нескольких этапов активизации карстовых процессов выделяются столбы разного возраста. Мы можем наблюдать четыре основных типа этих образований: зарождающиеся, молодые, зрелые и старые. Все вместе они создают завораживающий природный ансамбль карстового рельефа, в моделирование которого значительный вклад вносит современное селективное выветривание, а также гравитационно-склоновые и флювиальные процессы.
Синские столбы разных типов: зарождающиеся (а), молодые (б), зрелые (в) и старые (г)
Периодическое затухание процессов врезания реки привело к формированию многочисленных пещер галерейного типа. Их образование связано горизонтальной циркуляцией карстовых вод, проходящей на разных уровнях. Общая протяженность галерей обычно не превышает 8–10 м, они имеют округлую либо неправильную овальную форму в поперечном сечении. Прежние уровни подземных вод определяются по входам в пещеры, расположенным на различной высоте.
Подземные галереи в районе урочища Песчанка
Как показали полевые исследования, в пещерах отсутствуют спелеотемы — натечные образования различной морфологии, которые часто украшают сравнительно молодые пещеры в карбонатных породах. Основная причина такого явления заключается в следующем.
Карбонат кальция, из которого состоит известняк, в дистиллированной воде практически не растворим. Когда углекислый газ (из разлагающихся растений в почве над пещерой) смешивается с водой, образуется слабая угольная кислота, в присутствии которой в воде происходит растворение карбоната кальция:
При поступлении раствора по трещинам в подземную полость создаются условия для улетучивания СО2 в атмосферу пещеры, и, как следствие, имеет место обратный процесс — осаждение карбоната кальция и образование спелеотем. Осаждение известкового туфа из водного раствора происходит согласно реакции
В холодных климатических условиях Сибири, вследствие пониженной активности аэробных почвенных растений, гниение и разложение органических веществ происходят крайне медленно, поэтому поступление углекислоты в просачивающиеся воды незначительно. С другой стороны, период, в течение которого вообще возможно поступление в подземную полость раствора, насыщенного бикарбонатом кальция, составляет в среднем чуть более двух месяцев (такова здесь продолжительность безморозного периода). В теплое время года в пределах рассматриваемой территории выпадает менее 200 мм осадков, при высоком, как отмечает М. К. Гаврилова, испарении: по ее данным, летом испарение в Центральной Якутии превышает количество осадков «в 4 раза, а иногда и больше» [5, с. 86]. К тому же, как следует из результатов полевых геокриологических работ, проведенных С. П. Варламовым и др., в районе исследований в теплый период влажность напочвенных покровов в целом весьма невелика: ее значения зависят от местоположения в рельефе и литологического состава почвогрунтов, в среднем варьируя от 6–8 до 19–38% [6].
Разноуровневые пещеры недалеко от устья р. Сылбах
Соответственно, в пещерах долины р. Синей отсутствуют физико-географические условия для образования спелеотем: в подземных полостях фиксируются только остаточные либо обвальные отложения. Тем не менее мир неведомого подземного пространства притягивает к себе путешественников и местных жителей — в пещерах бывает немало посетителей!
В 2012 г. в левом борту долины Синей, в нескольких километрах от устья ее правого притока — р. Биллях, был заложен габбро-диоритовый карьер. Однако уже в 2013 г. под давлением местных жителей ускорилась работа по внесению долины р. Синей в Список всемирного наследия. В июле 2015 г., после 39-й сессии ЮНЕСКО, поддержавшей включение долины в Список, создание карьера приостановили.
Живи, чарующая своей красотой, величественная сибирская река!
* Понор — отверстие в горных породах, поглощающее водоток и отводящее его в глубину закарстованного массива.
Литература
1. Всемирное наследие: Информационный сборник. Париж, 2005.
2. Геокриология СССР. Средняя Сибирь. М., 1989.
3. Геология Якутской АССР. М., 1981.
4. Спектор В. В., Толстихин О. Н. Ленские столбы // Наука и техника в Якутии. 2004. № 1. С. 101–106.
5. Гаврилова М. К. Климаты холодных регионов Земли. Якутск, 1998.
6. Варламов С. П., Скачков Ю. Б., Скрябин П. Н. Температурный режим грунтов мерзлотных ландшафтов Центральной Якутии. Якутск, 2002.
Синские столбы — скальные останцы, образовавшиеся в результате подземного карста. Здесь и далее фото автора