География и
геология/3. Гидрология и водные ресурсы
Д.б.н. Гуков А.Ю.
Механизмы образования
нового острова
в море Лаптевых
До
настоящего времени в литературе фигурировали сведения лишь об утраченных
островах в море Лаптевых, что произошло в последние 200 лет в результате
повышения уровня моря, термоабразии и других процессов (Арэ,1980;
Хмызников,1937). Неожиданно в октябре 2013 г. был обнаружен новый остров
небольшого размера (рис. 1) в относительно хорошо изученном юго-восточном
районе моря (Гуков, 2013;2014). В
июле-августе после отрыва припая в этом районе моря формируется Янский ледовый массив, состоящий из тающего припайного
льда, толщиной 150-220 см. Нагромождения торосов в зоне активной гидродинамики,
как правило имеют «корни», подсовы увеличивающие общую мощность такого
образования. Экзарация
(вспахивание) морского дна льдом на мелководьях приводит к образованию борозд,
с одной стороны и подводных гряд, с другой.
Ледовые поля, врезаясь в донный грунт, сгребают его, подобно бульдозеру,
в высокие валы или гряды. Напор
массивных полей заставляет край льда наползать на мелководные участки, где они затем прочно садятся на
«якорь». Весь перемещенный льдом материал, ил, песок, камни, остается лежать на
месте. В результате, выше уровня моря на вершине банки поднимается песчаная
коса. Перемещение и накопление значительных масс грунта возможно посредством ледового разноса (Лисицын,1994). Осадок может быть
захвачен на дне плавучим льдом и
постепенно перемещен кверху. Плавучие
льдины, смерзаясь со льдом и скребя его, разрыхляют донный осадок, который
затем проделывает восходящий путь, т.к. поверхностный лед плавится, а новый лед
образуется на основании плавучего льда.
Другой механизм
формирования нового острова вступает в силу в том случае, если большая стамуха во время прилива или шторма
садится на мель на глубине 2-4 м (стадия «а» на рис.3). Остатки припайного льда, стамух или скопления торосов создает
ощутимую преграду для переноса осадков в мелководной зоне и на вершинах банок.
Наличие ледяного берега в пределах банки создает прибой (стадия «в» на рис.3,
направление переноса материала изображено стрелками). Максимум скорости
вдольберегового волнового течения располагается внутри прибойной зоны (Longuet-Higgins,1953),
здесь происходит перехват потока наносов, концентрирующихся в результате у края
льда, сброс большей части осадочного материала. Лишь около 2 % от величины полного
расхода потока наносов проходит в зоне мористее линии разрушения волн, а 98 %
расхода наносов сосредоточено от вершины заплеска прибойного потока до линии
разрушения волн (Сафьянов,1978).
Край льдины гасит
энергию волны и часть взвешенного материала, наиболее крупнозернистые частицы,
оседают на дно, аккумуляция осадков происходит высокими темпами. Энергия
сгонно-нагонных явлений, усиленная энергией высоких приливов может оказать
ощутимое воздействие в определенный момент времени и на рельеф дна. В прибрежной
зоне характер глубин к осени может изменяться значительно.
Вершина Васильевской
банки в период сильных сгонных ветров время от времени выступает над
поверхностью воды, что подтверждается сообщениями океанологов Тиксинского
управления гидрометеослужбы. В случае образования такой гидрометеорологической
обстановки, при которой над поверхностью моря появляется песчаная коса, в
действие вступают другие механизмы накопления осадков. Прибойные волны начинают
выбрасывать песок на косу, где остается и
закрепляется значительная его часть, за счет чего происходит нарастание
размеров такой песчаной косы. В октябре 2013 г., что совпадает с моментом
обнаружения пилотами острова средняя скорость ветра в районе (7,5 м/с) была
максимальной за период с 2009 г. (рис.2). Такие ветры вызывают сгоны в
прибрежной зоне моря и, вероятно, именно к этому периоду относится образование
острова.
Сопоставляя периоды
существования льдов Янского массива и максимальной площади акватории открытой
воды можно предположить, что остров теоретически мог возникнуть именно в
сентябре-октябре. Почему не произошло такой ситуации раньше и что претерпело наибольшие изменения в
природной обстановке в течение последнего десятилетия? Несомненно, факторы, напрямую
связанные с климатическими флуктуациями, ледовой обстановкой и площадью
открытой воды. В октябре 2014 г. российско-шведская экспедиция на судне «Оден»
смогла проникнуть к северу от моря Лаптевых до 83º с.ш., практически не
встретив льдов. Высота волн на
просторах моря зависит именно от площади открытой воды, в то время, как
лед препятствует развитию волновых явлений. Волны обеспечивают энергию для
движения и взвешивания наносов. Осадки и водная толща представляют из себя
единый комплекс, «поведение» осадков является реакцией на гидродинамические
условия, возникающие в конкретном районе моря. Довольно резкое потепление в
последние годы привело к изменению
локальной гидрометеорологической обстановки, а именно – увеличению периода
термоабразии, усилению штормов в прибрежной зоне, за счет увеличения высоты и
энергии волн на огромной свободной ото льда акватории, изменению масштабов и
векторов литодинамических процессов на
мелководье. Результирующее воздействие энергии штормов становится все более
катастрофичным в отношении контура береговой линии и состоянию древних берегов
плейстоценового возраста. Интенсивный
размыв берегов, сложенных рыхлыми тонкодисперсными грунтами, насыщающий водную толщу взвесью обычно происходил в
границах августа-сентября, в последние годы этот период увеличился почти до
трех месяцев.
Остров имеет кольцеобразную структуру,
внутри него находится лагуна, похожая на кратер поднимающегося вулкана. Такую
форму острова могли создать процессы прибоя, сформировавшие сам остров сначала
с одной стороны, а при смене направления ветра – с другой. Аккумуляция наносов происходила поэтапно,
поочередно. В отсутствии препятствия для волновой деятельности обстановка
аккумуляции осадков неминуемо сменилась бы закономерной эрозией осадков. Лагуна
или «кратер» в центре острова – след от массивного блока льда, находившегося на
вершине этой банки, под своим огромным весом уплотнившим этот участок подводной
косы или банки и создавшим углубление. Постоянный намыв прибоем осадков на
берег и быстрое таяние льда в июле-августе окончательно сформировало образ
острова. Лагуна – это водоем, сформированный растаявшим морским льдом ,
котловина создана тяжестью льдов, уплотнивших осадок (стадия «с» на рис.3 ).
В субаэральных
условиях в этом районе разрушения вершин отдельных подводных банок не
происходит.
Причину такой стабилизации эрозионных
процессов на данном участке дна моря тектоники ищут в процессах ускоренного
поднятия района, сейсмики – в активизации вулканических процессов на периферии
Усть-Ленского рифта (Масуренков и др., 2012), геологи – в локальном изменении
процессов седиментации.
В южной и центральной
частях моря Лаптевых широко распространен подводный ландшафт подводных плакоров
устойчивого размыва (Гуков, 1999). Унаследованный от периода последнего
оледенения рельеф шельфа характеризуется значительными по площади
пространствами древних водоразделов (плакоров), возвышающихся над комплексами
подводных речных долин. Всего на шельфе выделено 9 значительных по площади
ареалов, занятых данным ландшафтом южнее 76º с.ш. Ежегодное расположение
Сибирской полыньи в основном совпадает с северной периферией участков ландшафта
подводных плакоров. В связи с хорошо развитой реликтовой гидросетью на шельфе,
подводные плакоры, в свою очередь, образуют целую систему на глубинах 0-21 м. Самая
северная площадь, занятая ландшафтом ЛППУР, располагается между 75º40' и
76º30' c.ш., между подводными долинами Восточной Лены и Западной Лены.
Плакорные пространства, как правило, характеризуются развитием
двух типов урочищ: песчаных отмелей или мелководий и илисто-песчаных равнин.
Реже встречаются песчанисто-илистые равнины – обычно на участках перехода к
урочищам другого подводного ландшафта – равнин преобладающей аккумуляции
(ЛРПА). В районе Восточно-Лаптевского поднятия между 130 и 132º в.д.,
располагается протяженный субмеридионально вытянутый участок дна, занятый
урочищем илисто-песчаных мелководий, внутри которого небольшие участки банок и
мелей (Васильевской и Семеновской) представляют урочище песчаных мелководий.
В настоящее время весь север Сибири между
Полярным Уралом и устьем р. Индигирки испытывает общее неравномерное поднятие,
в которое вовлечены участки побережья и
острова (Кирюшина,
1961). Средняя скорость поднятия, без
учета неоднократного изменения направления движения, варьирует для различных
участков от нескольких миллиметров до 20-30 см в тысячелетие. Изучение
старинных карт и описи побережий Сибири, доказывает факты не только
исчезновения некоторых островов, подобных Семеновскому, но и появления в течение последних трех столетий
новых островов в Арктике. Ярким примером служит Земля Бунге, прошедшая эволюцию
от морского пролива до песчаной суши. Скорости современных вертикальных
движений земной коры в районе Новосибирских островов по данным многолетних
изменений уровня моря показывают активность тектонических процессов. Мыс Кигилях на о. Бол. Ляховский поднимается
на высоту от 0,8 до 3,7 мм в год, в то
время, как остров Котельный опускается на 5,2 мм в год (Ванда, Дворкин, 1993). В современную эпоху
в районе моря Лаптевых наблюдается одновременное поднятие морского дна и
повышение его уровня. Новый остров представляет собой кольцо поперечником,
вероятно, около 50 метров. Вполне возможно, что это классический по форме конус
одноактного вулкана с вершинным кратером, что
может подтверждать проявление
современного вулканического процесса в виде периодически возникающих подводных вулканов и
выделяющихся парогазовых шлейфов в
структуре Санникова-Лонга (Масуренков и др., 2012). Однако, на наш взгляд,
именно комплекс факторов привел к образованию нового острова на месте
существовавшего здесь в ХХ веке острова Васильевского (Арэ,1980).
Литература
1. Арэ Ф.Э. Термоабразия морских берегов. М.: Наука, 1980.-100 с.
2. Ванда Ю.А,
Дворкин Е.Н. Современные тенденции тектоники Новосибирского архипелага / Научные результаты экспедиции ЛАПЭКС-93. -СПб, Гидрометеоиздат,1993. - С.
266-270.
3. Гуков А.Ю. Экосистема Сибирской полыньи. М. Научный мир.1999.С.241.
4. Гуков А.Ю.
Возрождение острова Васильевского. Природа. 2014. N 5. С.70-73.
5. Гуков А.Ю. Остров, открытый в ХХІ веке / География и экология в школе
ХХІ века: науч.-метод. журн. - 2014. - № 2. - С. 14-18.
6. Кирюшина М. Г.
Особенности проявления новейшей тектоники в Советской Арктике / Неотектоника
СССР. – Рига.: Изд-во АН Латвийской ССР, 1961.- С. 83.
7. Лисицын А.П. Ледовая
седиментация в Мировом океане / А.П. Лисицын - М.: Наука, 1994. - С.450.
8. Масуренков Ю.П.,
Собисевич А.Л., Петрова В.В. и др. Современная активность эндогенных процессов
у острова Беннетта (архипелаг Де Лонга, Арктика) – М.: ИФЗ РАН, 2012. - 160 с.
9. Сафьянов Г.А. Береговая зона океана в ХХ веке. М.,
Мысль, 1978. С. 74.
10. Хмызников П.К. О размыве
берегов в море Лаптевых. / Северный морской путь. - №
7, 1937. - С.45
11.
Longuet-Higgins, M.S. Mass transport in water waves. Phil. Trans. Roy. Soc.
Ser.A.245., N.903.1953. p. 46.
Рис.1. Остров в море Лаптевых, возникший на месте
разрушившегося о.Васильевского.
Рис.2. Среднемесячная скорость ветра в юго-западной
части моря Лаптевых
Рис.3. Стадии формирования острова.