География/1регионоведение

Е. Н. Бадюкова, Л. А. Жиндарев, С. А. Лукьянова, Г Д. Соловьева

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,

географический факультет

Геоморфология и история развития Куршской и Вислинской кос (ЮВ Балтика)

На юго-восточном побережье Балтийского моря расположены две крупные аккумулятивные формы - Куршская и Вислинская косы. Они отчленяют от моря два одноименных полузамкнутых залива (рис.1).

Образование и дальнейшее развитие этих крупных аккумулятивных форм находятся в прямой зависимости от изменений уровня моря, в прибрежной зоне которого они располагаются. Оформление рельефа береговой зоны юго-восточной Балтики в его современном виде происходило под влиянием колебаний уровня моря на фоне литориновой трансгрессии. Большинство исследователей сходятся во мнении о неоднократности колебаний уровня моря в ходе голоценовой, т.н. литориновой, трансгрессии Балтийского моря, начало которой приходится на время около 8000 л.н. Уровень моря на этот момент, по различным данным, располагался на абс. отметках от -20м до -40м [6]. С точки зрения отечественных и зарубежных авторов голоценовая и постголоценовая история Балтики насчитывает три или четыре выраженных пика т.н. литориновой трансгрессии и четыре положительных постлиториновых.

Рис.2. Кривые колебаний уровня южной части Балтийского моря по данным разных исследователей. 1 – Moiski, 1988 [17]; 2 – Uscinowicz et al. 2003 [19]; 3 – Lamper et al., 2004 [16]; 4 – Kaszubowski, 1992 [15]; 5 – Kунскас, 1970 [8].

Большая часть юго-восточного побережья Балтийского моря к началу голоценовой трансгрессии представляла собой обширные дельтовые равнины Немана, Вислы, Преголи и других более мелких рек. По геологическим данным, они занимали южную часть Гданьского залива, весь Вислинский залив и большую часть Куршского. Анциловая регрессия, вызвавшая понижение базиса эрозии, способствовала накоплению огромного количества материала в береговой зоне в виде песчано-галечных дельтовых отложений. По данным НСП, на взморье перед современным устьем Вислы на глубинах порядка 30м оконтуривается древняя дельта с мощностью отложений до 40м [13]. Таким образом, край дельтовой равнины, находившийся значительно мористее современной береговой линии, с началом мощной и быстрой трансгрессии (до 65 мм в год в первую ее фазу) испытывал усиленную волновую переработку, выразившуюся, прежде всего, в его выравнивании. Это вызвало формирование серии береговых баров на краю этой равнины, чему способствовало обилие аллювиального и флювиогляциального материала, а также активное волновое воздействие на открытый берег.

Возникновение трансгрессивных баров у края дельтовой суши перед устьями крупных прарек юго-восточной Прибалтики дало начало образованию Куршкой и Вислинской кос. За береговыми барами в результате затопления и подтопления прибрежной дельтовой равнины образовались два одноименных залива. Это подтверждается характером отложений, вскрытых скважинами в акваториях заливов [2]. Так, под современными донными осадками в Куршском заливе прослеживаются отложения озерно-болотного, либо аллювиально-дельтового комплексов [8]. Исключением является северная часть залива, которая на ранних этапах его развития представляла открытую морскую акваторию [14]. Что касается Вислинского залива, то по данным польских исследователей [7, 16, 17], непосредственно под илистыми осадками залива также залегают субаэральные озерно-болотные отложения.

Наиболее выраженным отличием Куршской и Вислинской кос является разница в их размерах и параметрах различных геоморфологических элементов. При формировании Куршской косы использовался огромный объем песчаных аллювиальных осадков мощной прадельты Немана, тогда как основной объем наносов Вислы был сосредоточен западнее и был источником построения косы Хель и Лебской пересыпи, расположенных западнее, за пределами Гданьского залива [13]. Выносы р. Преголи, впадающей сейчас в Вислинский залив, были, не столь мощными, что ограничивало количество обломочного материала при строительстве Вислинского косы.

Дальнейшая эволюция этих двух крупных аккумулятивных форм имеет много общего. Основное увеличение площади барьерных форм происходило в регрессивные периоды в результате формирования широких равнин, т.н. пальве, являющихся, по сути, регрессивной террасой, осложненной серией низких авандюн. Наиболее оптимальным временем для этих процессов был период среднего голоцена, когда скорость подъема уровня моря уменьшилась, а количество и крупность песка в береговой зоне достигли оптимальных величин для его эоловой переработки.

На наличие суши в это время в центральной части современной Куршской косы указывают полученные датировки отложений около пос. Рыбачий. Спрессованные растительные остатки, свойственные пресноводным озерам, выброшенные с подводного берегового склона на пляж, имеют возраст по ¹⁴С 4640±40 л.н. Две датировки по углям из археологической стоянки, расположенной на пальве на высоте около 2,5-3 м над уровнем моря недалеко от границы с Литвой, имеют такой же возраст – 4630±110 л.н. и 4620±110 л.н. [10].

Анализ современного рельефа кос позволяет отметить следы, по крайней мере, трех смен различных режимов моря в истории их развития. Именно чередование продольно вытянутых дюнных формирований и разделяющих их более низких равнин пальве отражает в рельефе кос трансгрессивно-регрессивные колебания уровня моря.

На Куршской косе предположительно фрагментами некогда единой наиболее древней дюнной цепи являются обособленные эоловые массивы, приуроченные, главным образом, к поверхности песчаных мысов, осложняющих берег косы со стороны залива («рагасов»). Эти отдельные дюны в плане расположены параллельно оси главной дюнной гряды и, в целом, общему простиранию косы. Можно предположить, что значительная часть этой гряды к настоящему времени размыта, особенно в юго-западном, наиболее размываемом участке косы [3]. В центральной части косы и далее на северо-восток массивы древних дюн сохранились лучше (рис. 3).

Рис.3. Фрагмент геоморфологической карты Куршской косы.

Условные обозначения: 1 – пляж; 2 – авандюна; 3 – дюнный вал; 4 – заболоченные понижения; 5 – «пальве»; 6,7 – древние дюны; 8 – призаливная «пальве»; 9 – призаливная терраса и пляж; 10 – уступ размыва.

Что касается геоморфологического строения кос, то оно идентично, за исключением несколько меньших размеров Вислинской косы в целом и некоторых ее геоморфологических элементов в частности [5] Со стороны моря обе косы оконтурены широкими песчаными пляжами (до 30-40 м в их средней части). Непосредственно за пляжем расположена область современной эоловой аккумуляции, состоящая из нескольких генераций эоловых форм. Их присутствие отражает высокую обеспеченность береговой зоны песчаным материалом, подаваемым к урезу волнами. На участках дефицита наносов происходит деградация авандюн. На Куршской косе такой довольно протяженный участок приурочен к ее юго-западной части. На Вислинской косе аналогичная ситуация наблюдается в ее северо-восточной оконечности, правда, здесь она создана антропогенным вмешательством.

За авандюнами протягивается прибрежный дюнный вал. На Куршской косе он представляет собой единую, мощную песчаную гряду, в значительной степени созданную искусственно. На Вислинской косе, напротив, этот элемент рельефа образован в основном естественными эоловыми аккумулятивно-дефляционными процессами. Поэтому он более сложно построен, состоит из двух песчаных гряд, разделенных понижением из слившихся дефляционных котловин. Четко выражены параболические дюны, образующие в результате продвижения их в глубь суши вторую внутреннюю дюнную гряду (рис. 4).

Рис.4. Геоморфологическая карта Вислинской косы.

Условные обозначения: 1 – авандюна; 2 – дюнный вал; 3 – «пальве»; 4 – заболоченные понижения; 5 – высокие дюны; 6 – останец дельтовой равнины; 7 – котловины выдувания; 8 – уступ размыва.

Непосредственно за валом в пределах обеих кос прослеживается частично заболоченное, узкое лагунообразное часто заболоченное понижение, связанное, по-видимому, с одним из последних повышений уровня моря. На Вислинской косе оно, местами, перекрыто активно продвигающимися в глубь суши параболическими дюнами. На Куршской косе описываемое понижение располагается значительно ближе к морскому берегу, часто непосредственно за дюнным валом.

Осевые части кос занимают слабо всхолмленные песчаные равнины пальве, отделенные от акваторий заливов мощной высокой дюнной грядой. Высота ее на Куршской косе составляет 60 м и более при общей протяженности около 70 км. Значительная часть дюн не имеет здесь сомкнутого растительного покрова, а их подветренные склоны под углом естественного откоса песка спускаются к призаливной равнине пальве или непосредственно к заливу. На Вислинской косе высота основного дюнного пояса около 30м, дюны закреплены растительностью, поэтому разрушение их со стороны залива происходит путем отседания отдельных крупных залесенных блоков.

Фрагментарно на участках кос, прилегающих к заливам, прослеживается еще один более древний призаливный уровень пальве, образующий, в частности, поверхности мысов – рагас. Непосредственно вдоль заливных берегов в пределах обеих кос эпизодически отмечаются молодые призаливные террасы примерно одинаковой высоты, не превышающей 1.5 м, и неширокие пляжи. В настоящее время эти террасы освоены растительностью, на многих участках они размываются, о чем свидетельствуют невысокие уступы размыва. Повсеместное присутствие фрагментов этих террас указывает на незначительное (около 0.5 м) превышение уровня моря в недалеком прошлом.

Имеются доказательства превышения уровня моря и на морском побережье кос. Это высыпки гальки за дюнным валом на ряде участков, обнажающихся в котловинах выдувания, залегающих под эоловыми отложениями или непосредственно под почвенным слоем. Наиболее очевидным подтверждением присутствия древней береговой линии вдоль морского края Вислинской косы, связанной с незначительным подъемом уровня моря, является береговой вал, прослеживающийся в строении морского уступа в районе поселка Коса. Бережная часть вала погребена под эоловыми отложениями, а мористая вскрывается в подножии клифа. На основе анализа (¹⁴С) образцов раковин моллюсков из морских отложений, слагающих этот береговой вал, была получена калиброванная датировка их абсолютного возраста – 1270±60 лет [9].

В рельефе Вислинской косы отмечается смена различных режимов моря в истории ее развития. Так, результаты работ польских исследователей на среднем и западном отрезках Вислинской пересыпи выявили присутствие нескольких генераций дюн разного возраста и морфологии (рис. 5).

Самые древние из них – это отдельные относительно высокие (до 10 м) дюны, наиболее удаленные от современной береговой линии, затем, по направлению к морю прослеживаются низкие гряды «коричневых дюн» с хорошо развитой ожелезненной подзолистой почвой. Они удалены от современной береговой линии на расстояние около 2 км и имеют субширотное простирание.

Рис. 5. Генерации разновозрастных дюн на польской территории Вислинской косы, по [17].

Возраст прослоев палеопочв в толще эоловых накоплений составляет 1210+60 лет [17]. Это генерация авандюн расположена на наиболее древней регрессивной поверхности «пальве». Следующая генерация дюн – «желтые дюны» более 30 м высоты,с глубокими котловинами выдувания и с плохо развитой почвой. Они имеют ориентировку – 75-85 ⁰. От более молодой генерации дюн, они также отделены пальве, с серий авандюн на ее поверхности и вытянутыми вдоль косы заболоченными участками. Последняя генерация – современные авандюна и дюнный вал. Это «белые дюны», почти лишенные почвенного покрова и ориентированные вдоль современной береговой линии. Таким образом, в процессе образования косы вместе с изменением положения уровня моря и направлением береговой линии формировались разные генерации дюн. На российской территории Вислинской косы наиболее древние и относительно высокие дюны первой генерации, а также низкие гряды «коричневых» дюн отсутствуют, будучи, по-видимому, размытыми водами Вислинского залива. Сохранность этих форм на польском побережье объясняется тем, что они расположены западнее Вислинского залива и примыкают непосредственно к дельтовой равнине Вислы.

На Куршской косе также проявляется поэтапность развития и моделирующих ее эоловых форм рельефа, что подтверждается наличием в толще песков высокой дюнной гряды нескольких горизонтов погребенных почв [12], а также аналогичным набором геоморфологических элементов в рельефе.

В песчаных отложениях как Куршской, так и Вислинской кос присутствуют останцы более древних поверхностей. На Куршской косе – это моренные массивы, которые образуют равнину на высоте 3-7 м у п. Рыбачий, а также выходят в районе пос. Лесной. Детальный анализ геолого-геоморфологического строения южной части косы позволил сделать вывод о том, что этот район также не является аккумулятивным барьером, созданным в голоцене волновыми и эоловыми процессами, а представляет собой часть прибрежной водно-ледниковой равнины, сохранившейся от размыва, как морскими волнами, так и волнами залива [4].

В теле Вислинской косы один из останцов наблюдается на ее 23-м км, в призаливной части в районе мыса Высокий. Он имеет субгоризонтальную поверхность высотой около 2.0-2.5м абс., залегающую выше призаливной пальве на 1-1.5м, глубоко вдается в аккумулятивный барьер и уступом обрывается к заливу (рис.4).

Верхняя часть уступа сложена бурыми призматически-оскольчатыми глинами, мощностью около 1м. Внутри них встречаются скопления крупных пресноводных раковин– Viviparus viviparus, Unio pictorum, Bithynia tentaculata, etc. Обнаружены также диатомовые водоросли, доминируют виды, характерные для пресноводных вод, но встречаются в небольшом количестве и солоноватоводные виды, что указывает на влияние морских вод [11].

С четким контактом глины залегают на толще песков желто-оливкового цвета, среднезернистых, хорошо сортированных, в которых малакофауна отсутствует. Видимая мощность этих песков до уреза залива около 2 м. Пески залегают in situ, что подтверждается их ненарушенной текстурой. Согласно Битинасу и др. [11] глины имеют возраст по ¹⁴С 2340±190 лет. Незначительно северо-восточнее данного разреза аналогичные отложения встречаются на более низких гипсометрических отметках (возраст по ¹⁴C 2820±190 л.) и на урезе залива, образуя глинистый бенч, а также обнажаются в ряде мест на дне залива. Приведенные в статье [11] характеристики осадков, а также анализ аналогичных массивов на польской территории косы, позволяют предполагать, что сложенный ими останец представляет собой фрагмент дельтовой равнины Пра-Вислы. При этом верхняя часть отложений – глины являются продуктом седиментации стариц, либо дельтовых озер, а нижележащие пески – аллювиальными осадками дельтовых проток [5]

Формирование современного облика косы и слагающих ее осадков в значительной степени определяется воздействием эоловых процессов. Это подтверждается детальным изучением поверхностных осадков (150 образцов), характеризующих все вышеописанные геоморфологические элементы косы. За эталон типично эоловых наносов были приняты пески, слагающие авандюны, береговой дюнный вал и высокие дюны. Во всех образцах, характеризующих эти формы рельефа, резко доминирует фракция 0.5-0.25мм. Важно, что распределение фракций в песках, слагающих пальве, абсолютно идентично таковому в эоловых формах [3]. При этом в уступах размыва призаливных равнин пальве эоловые осадки вскрываются вплоть до уреза воды и даже ниже его. Материалы бурения по профилям на польской стороне Вислинской косы [18] также показывают, что подошва эоловых осадков располагается ниже уровня моря, по крайней мере, на 2 м, за исключением тех участков косы, где ранее были проливы. Проводя аналогию с современными эоловыми образованиями, формирование которых происходит в тыловой части пляжа на 1.5-2м выше уреза, можно предположить, что на момент образования древних эоловых форм положение уровня моря было на 3-4 м ниже современного.

Конфигурация и динамика береговой линии кос также похожа. Их морской берег имеет форму плавных выровненных равновесных дуг. Возможно, именно поэтому их размыв с морской стороны не носит катастрофического характера, за исключением юго-западного участка Куршской косы, а также северо-восточной части Вислинской косы, где абразия спровоцирована антропогенным вмешательством. Береговая линия заливов, в отличие от ровного морского берега кос, изрезана и представляет собой систему сопряженных абразионно-аккумулятивных дуг, соответствующих, по-видимому, положению гидродинамических ячеек в береговой зоне заливов.

В целом, практически на всем протяжении заливного берега российской части Куршской косы наблюдается размыв. Результаты наших сравнений разновременных картографических материалов по заливному берегу Куршской косы показывают высокий темп его отступания. За последние 100 лет берег отступил на 300 метров (юго-западнее п. Лесное) [1]. Аналогичная ситуация наблюдается на Вислинской косе. При относительно стабильном положении морского берега, заливный испытывает деградацию. За последние 10 лет дорогу со стороны залива неоднократно переносили в глубь косы, а в ряде мест берег отступил на 10 м за предшествующие 5 лет.

Таким образом, сравнительное изучение геолого-геоморфологического строения Куршской и Вислинской кос и примыкающих заливов, а также собственные полевые наблюдения этих объектов позволяют утверждать, что создание крупной барьерно-лагунной системы юго-восточной части Балтийского моря имеет единые предпосылки и причины, носящие глобальный характер. Послеледниковая трансгрессия океана преобразовала все его побережья, создав современный их облик. При этом формирование барьерно-лагунных систем протекало в целом по единому сценарию с некоторыми региональными особенностями. Главными в истории развития барьеров являются колебания уровня моря, а также широкое участие эолового фактора в формировании их современного рельефа.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 13-05-00112.

Список литературы

1. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г.Д. Морфодинамика заливных берегов Куршской косы Балтийского моря / Новые и традиционные идеи в геоморфологии. V Щукинские чтения. Труды. М., МГУ, 2005. С. 208-212.

2. Badyukova E.N., Zhindarev L.A.,Lukyanova S.A., Solovieva G.D. Geological structure of the Curonian Spit (of the Baltic Sea) and its evolution history. ISSN 0001-4370. Oceanology. 2007. vol. 47. no. 4. pp.554-563. Original Russian Text published in Okeanologiya. 2007. Т.47. №4. С. 594-604.

3. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г.Д. Развитие барьерно-лагунных систем юго-восточной Балтики / Океанология. 2008. Т.48. № 4. С. 641-647.

4. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г.Д. Строение корневой части Куршской косы / Вестник Моск. ун-та. Сер.5. География. 2010. № 5. С. 53-59.

5. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г.Д. Геолого-геоморфологическое строение Балтийской (Вислинской) косы / Океанология. 2011. Т. 51. № 4. С. 675-682.

6. Блажчишин А.И. Палеогеография и эволюция позднечетвертичного осадконакопления в Балтийском море. Калининград. 1998. 160с.

7. Богачувич-Адамчак Б. Позднеледниковая и голоценовая диатомовая флора в донных отложениях Вислинского залива / Baltica. 1982. V. 7. P.11-17.

8. Кунскас Р. По поводу развития залива Куршю-Марес, дельты Нямунас и прибрежных болот / История озер. Вильнюс: Пяргале.1970. С.391-411.

9. Badyukova E.N , Zhindarev L.A., Lukyanova S.A, Solovieva G.D. Marine deposits of the Vistula Spit (Baltic Sea) / Proceedings of the 2 intern. conference «Dynamics of coastal zone of non-tidal seas» Baltiysk. 2010. P. 169-172.

10. Bitinas A., Damušytė A. Littorina Sea at the Lithuanian maritime region / Polish geological institute Special paper. 2004. V.11.P. 37-46.

11. Bitinas A., Boldyrev V., Damušytė A. et al. Lagoon sediments in the central part of the Vistula Spit: geochronology, sedimentary environment and peculiarities of geological setting / Polish geological Institute Special papers, 2008. V.23. P. 9-20.

12. Buynevich I, Bitinas A., Pupienis D. Reactivation of coastal dunes documented by subsurface imaging of the Great Dune Ridge, Lithuania / Journal of coastal research. Special Issue. 2007. V.50. P. 226-230.

13. Ejtminowicz Zb. Submarine delta of the Wisla River in the Gulf of Gdansk / Baltica. 1982. V.7. P. 65-74.

14. Kabailienė M., Vaikutienė G., Damušytė A., Rudnickaitė E. Post-Glacial stratigraphy and palaeoenvironment of the northern part of the Curonian Spit, Western Lithuania / Quaternary international. 2009. V. 207. Р. 69-79.

15. Kaszubowski L. Middle and late Holocene transgressions of the Baltic Sea on the central polish coast / Journal of coastal research. 1992. V. 8. № 2. P.301-311.

16. Lamper R., Janke W. The Holocene sea-level rise in the Southern Baltic as reflected in coastal peat sequences / Polish geological institute Special papers. 2004. V.11. P. 19-30.

17. Mojski E. Development of the Vistula river delta and evolution of the Вaltic Sea, an attempt at chronological correlation / The Baltic sea. Ed. B. Winterhalter /Geological Survey of Finland. Special Paper. 1988. V.6. P.39-51.

18. Tomczak A., Mojski J.E. et al. Nowe dane o budowie geologicznej Mierzei Wislanej / Kwartalnik Geologiczny. 1988. V.33. № 2. P.277-300.

19. Uscinowicz S., Miotk-Szpiganowicz G. Holocene shoreline migrations in the Puck lagoon (southern Baltic Sea) based on the Rzucewo Headland case study / Landform analysis. 2003. V. 4. P. 83-97.