Глава 5. Вокруг русской глыбы

Наша Земля становится все более жесткой, 
она "старится".

Г. Штилле

В физической географии накоплено много сведений о природных территориальных комплексах, приуроченных к разным геологическим телам. Они особенно долго и детально исследуются в Европейской части нашей страны, где в качестве единиц высшего ранга принято выделять страны, границы которых тяготеют к рубежам Русской плиты и Балтийского щита. Описание важнейших черт хорионов как геосистем на примере чрезвычайно сложного объекта, где в качестве структурно-организационного центра выступает фундамент платформы, позволяет полнее охарактеризовать природу региона.

Ядро. Глыба, служащая кристаллическим фундаментом Русской (Восточно-Европейской) платформы, принадлежит к числу семи крупнейших и древнейших на Земле геологических тел. Масса глыбы составляет около 0,5*10¹⁸ т, возраст - свыше 1,5 млрд лет, срединные ее части были консолидированы еще ранее - в беломорскую эпоху - примерно 3,0 млрд лет назад. В плане она имеет почти треугольную форму (см. рис. 27) с вершинами, расположенными у Новой Земли, в Великобритании и на Устюрте (Богданов, 1965; Журавлев, 1974; Горбунов, Загородный и др., 1984). Нижняя граница глыбы расположена в мантии на глубине 200-300 км.

Рис. 27. Ядро геосистемы, образованной фундаментом Русской платформы (по А. А. Богданову с изменениями М. Н. Смирновой)

Поверхностные эффекты. Непосредственно с рассматриваемой глыбой связаны несколько крупномасштабных эффектов, т. е. явлений возникновения нового качества в зоне контакта двух тел, в том числе эффекты примыкания (опоры) у давления и обтекания.

Эффект опоры обусловлен повышенной плотностью вещества глыбы, на верхней поверхности которой благодаря этому залегают слои пород, образующих в совокупности протоплатформенный и платформенный чехол. Чехол покрывает наиболее пониженную часть фундамента в пределах Русской плиты. Во впадинах фундамента меньших размеров залегают тела синеклиз, в частности Московской. На толщах разновозрастных пород в этой синеклизе расположены в свою очередь четвертичные отложения, дифференцированные на множество тел разного состава и возраста, которые служат ядрами литогенных геосистем (рис. 28). Среди них выделяются песчаные отложения. На песках растут сосновые боры, с которыми более или менее жестко-эффектами опоры (как эпифиты), перехвата (атмосферных осадков кронами), обтекания (воздушных масс), переноса (около 200 видов организмов разных таксонов, до млекопитающих включительно) и другими - связана масса тел - водных, воздушных, минеральных, живых и органических, составляющих лес "как явление географическое" (выражение Морозова). Сосновые леса в период созревания гаметофитов окружены облаками пыльцы, летом они отличаются повышенными концентрациями в приземном слое воздуха отрицательных ионов и круглый год обогащают воздух молекулами терпеновых и других органических соединений. Благодаря избирательному диффузному отражению хвои боры выделяются по характеру излучения.

Рис. 28. Вложенные литогенные системы на Русской плите: 1 - гранитный слой; 2 - базальтовый слой; 3 - складчатый комплекс; 4-7 - осадочные породы; 8 - приземный слой воздуха; 9 - озерно-ледниковые отложения; 10 - сосна; 11 - багульник; 12 - напочвенные лишайники; 13 - брусника; 14 - черника; 15 - зеленые мхи; 16 - сфагновые мхи; 17 - почвенные горизонты

Размеры литогенных геосистем при одинаковых размерах ядра зависят от формы рельефа (см. рис. 29).

Рис. 29. Площадь ядра (%) в геосистемах, созданных телами различного размера и формы (отрицательные формы рельефа - жирный пунктир, положительные формы - тонкий пунктир)

Каждый из природных территориальных комплексов, имеющих своей основой одно из тел чехла Русской плиты, обладает собственным приземным (или приводным) слоем воздуха. В совокупности эти слои образуют пограничный слой атмосферы мощностью 1-1,5 км, который несет на себе некоторые следы влияния платформы. Таким образом, на глыбе кристаллического фундамента сверху лежат два слоя оболочки. В пограничной зоне между Балтийским щитом и Русской плитой глыба покрыта тремя слоями - осадочным чехлом, водными массами Белого, Балтийского и Северного морей и озер и пограничным слоем атмосферы. Тела этих масс благодаря эффектам включения организмов и других тел служат центром акваториальных комплексов. Через колебания уровня (приливные и волновые) они создают в прибрежной полосе как бы свои ответвления - природные комплексы литорали, где роль центров систем играют, в частности, бурые водоросли, с которыми связана масса организмов.

Один из существенных эффектов контакта геологических тел чехла платформы - перехват потоков, движущихся в атмосфере. Это прежде всего атмосферные осадки. Положение глыбы по отношению к основным влагонесущим ветрам определяет уменьшение увлажненности земной поверхности с северо-запада на юго-восток. Особенно значительно сокращение количества перехваченных атмосферных осадков зимой, когда на наветренной стороне Русской плиты мощность снежного покрова достигает 60 см, а на подветренной - в районе Прикаспийской низменности - только 10 см. Отекание перехваченных атмосферных осадков и их сосредоточение под влиянием отрицательных форм рельефа определяют в условиях уменьшения увлажнения с северо-запада на юго-восток снижение густоты речной сети с 0,31-0,35 ^км/_км² до 0,01-0,05 ^км/_км² в Прикаспии и нуля - на Устюрте. Соответственно в данном направлении сокращается число речных геосистем и геосистем, связанных с пойменными гидро- и гигрофитами. Важнейшее следствие эффекта стекания в масштабах всей Русской плиты - формирование опресненных внутренних морей у ее окраины (Каспийского, Азовского и Черного), которые выступают в свою очередь как мощные источники вещества и энергии, трансформирующие побережье (в частности, благодаря солевому выносу) в зоне шириной до нескольких десятков километров. С помощью этого эффекта влияние плиты распространяется за пределы ее фундамента. Таким образом, выясняется, что внешняя граница ветви хориона расположена в сотнях километров от начала. Среди других значительных по своим масштабам эффектов Русской плиты следует отметить формирование в пределах Московской синеклизы огромного артезианского бассейна, который представляет собой сложный физико-географический объект, так как его водная масса в зоне верхних 2-3 км включает богатое микробное население.

В целом с дневной поверхностью глыбы сопряжены два постоянных слоя - осадочный чехол и пограничный слой атмосферы, один временный - снежный покров и множество разветвленных рядов тел, начальными звеньями которых служат тела-осадочного чехла. К ним же относятся массы микроскопических частиц, в виде пыли плавающих в воздухе. Ряды тел одного происхождения представляют собой природные комплексы, иерархически соподчиненные между собой. Полевую компоненту этой части хориона образует отраженное и собственное длинноволновое излучение земной поверхности. В соответствии с положением глыбы по отношению к потокам влаги и тепла наблюдается дифференциация тел, приуроченных к ней, причем наибольшее разнообразие и количество тел разной природы наблюдается у края, обращенного к потоку,- на северо-западной границе Русской плиты и Балтийского щита и на южной границе плиты (где суммарная радиация достигает максимальных значений).

Боковые эффекты. Эти крупномасштабные эффекты существования фундамента приурочены в настоящее время к ее южной вертикальной грани (см. рис. 30). Они возникли под давлением платформы на часть земной коры, оказавшейся зажатой между глыбой и Африканской плитой, горизонтальное движение которой ускорилось в неогене и достигло в настоящее время 3-4 ^см/_год.

Pиc. 30. Южный край системы Русской платформы. Хорошо видны боковые эффекты в районе Кавказского хребта и Закавказья

В результате сжатия возникли горные сооружения Малого и Большого Кавказа, Загроса, Крыма, Карпат, Альп и другие складчатые тела, испытывающие подъем со скоростью до 2-3 ^см/_год и более. На этих сооружениях за короткий период успели сформироваться специфические природные комплексы, включая ледниковые, лавинные, пещерные и другие, отличающиеся эндемичной флорой и фауной (см. рис. 31). Тела, возникшие вследствие коллизии Африканской плиты с Восточно-Европейской платформой, благодаря эффекту восхождения воздушных масс и стока охватывают своим влиянием Месопотамскую низменность, Поданскую низменность и другие территории и акватории. Ориентация глыбы по отношению к мантийному потоку в данном случае также создала асимметрию со скоплением разнообразных тел у южной границы, обращенной навстречу движению, и постепенньш уменьшением их разнообразия к северной пассивной окраине.

Рис. 31. Меридиональный профиль через пограничную область между Евразийской и Аравийской плитами: 1 - земная кора (мощность преувеличена); 2 - мантия; 3 - складки; 4 - разломы; 5 - движение плиты; 6 - водные геосистемы; 7 - снежные и ледовые геосистемы; 8 - системы осыпей; 9 - широколиственные леса предгорий; 10 - эвксинские широколиственные леса; 11-12 - хвойные леса; 13 - горные криволесья; 14 - ксерофитные редколесья; 15 - степи и луга

В начале палеозоя аналогичный эффект, судя по геологическим реконструкциям, был приурочен к северо-западной вертикальной грани платформы, где произошло столкновение с Американской плитой. В результате возник складчатый каледонский пояс, сохранившийся в настоящее время в виде Скандинавских гор; они представляют собой самостоятельный природный комплекс. Часть складчатого пояса в триасе была оторвана от платформы при спрединге Атлантического океана и в настоящее время входит в состав Гренландии и Северной Америки. На этом примере видно, что отдельные ветви хорионов могут терять связь с ядром и приобретать относительную самостоятельность.

На восточной грани глыбы, по современным представлениям (Зоненшайн, 1978 и др.), столкновение платформы с псевдоокеанической плитой привело к возникновению складчатого пояса Урала и Новой Земли. Давление платформы было настолько мощным, что деформация земной коры распространилась по оси субдукции на 2,5 тыс. км южнее, вплоть до нынешнего Персидского залива, о чем свидетельствует выраженный в рельефе Урало-Оманский линеамент (Амурский, 1976; Горячев,

В слабых вертикальных движениях Уральского хребта видно последействие Русской глыбы. К самым существенным результатам возникновения на восточной границе платформы складчатого сооружения помимо образования приуроченных к ней природных комплексов относятся скопление воздуха у Урала, восхождение его, сопровождающееся атмосферными осадками (результат - избыточно увлажненные предгорья), сток воды на Западно-Сибирскую низменность, где формируются крупные долинные природные комплексы бассейна Тобола, а также эффект ограждения Новой Землей Карского моря от теплых западных течений.

Последний обусловливает высокую ледовитость этого участка океана и бедность его биоты, ряд малых последствий, включая уже упоминавшиеся различия между западным побережьем (где существуют крупнейшие на Земле птичьи базары, служащие центром особой орнитогенной системы) и восточным.

Благодаря описанному "каналу" воздействия глыбы на окружающую среду к образуемой системе оказываются причленены территории к востоку от Тобола на Западно-Сибирской низменности, зона Урало-Оманского линеамента, территории Малой Азии и Аравии, Кавказа и Закавказья, Карпат, Альп, а также акватории Карского моря и некоторых частей Средиземного, ибо там существуют неживые и живые тела, обязанные своим происхождением Русской платформе и тесно связанные с ней современными процессами.

Следующий крупномасштабный эффект влияния глыбы, которая глубоко погрузилась в мантию Земли, вызван обтеканием ее конвективными потоками мантийного вещества. Деформация восходящего потока у нижнего восточного ребра глыбы, возможно, имела своим результатом меридиональное заложение рифта примерно по середине нынешней Западно-Сибирской низменности. То, что определяющую роль здесь сыграла именно Русская платформа, подчеркивается положением линеаментов к востоку от Урала, повторяющим изгиб хребта у г. Народная под влиянием жесткой Тимано-Печорской глыбы. Излияния магмы на дне "неудавшегося океана" (выражение В. В. Белоусова) привели к последующему опусканию осадочных пород в этом крупнейшем аккумулятивном бассейне, продолжающемуся по настоящее время, с чем связано широкое распространение болотных ландшафтов. Внешнюю границу части Западно-Сибирской плиты, которую следует причленить к системе рассматриваемого хориона как его ветвь, можно с некоторой долей условности провести по Кузнецко-Красноселькупскому краевому прогибу.

Боковые грани глыбы, таким образом, тоже окружены как бы оболочкой из сопряженных с ней геологических тел, и от них тоже^ берут начало разветвленные ряды тел, связанных между собой как пассивно (без передачи вещества и энергии), так и активно (при переносе субстанции). Сама глыба, будучи закрытым в термодинамическом смысле телом, влияет на окружающую среду преимущественно пассивно. Исключение составляет эффект давления на боковых гранях, однако энергия в данном случае поступает от нижележащих мантийных струй, которые ее транспортируют.

Обобщение фактов, касающихся хориона фундамента Русской платформы, приводит к выводу, что его можно рассматривать как закономерным образом упорядоченное целое, т. е. систему в узком смысле слова (см. рис. 32). Вместе с тем, (Включая и живое, и неживое вещество, этот хорион есть специфически земная система, во всем подобная планете Земля, что дает основание называть его геосистемой. Дифференциация геосистемы на структурно-организационный и генетический центр - ядро и оболочку подчеркивается отнесением ее к типу нуклеарных. У ядра идут процессы, создающие парагенезис тел и полей, а также упругих волн (например, сейсмических).

Рис. 32. Система Русской платформы в плане: высота 1 км над уровнем моря (А); уровень моря (Б); глубина 10 км ниже уровня моря (В)

В системе плиты. Русская платформа входит в качестве составной части в Евразийскую плиту. Последняя, по данным расчетов и непосредственных дистанционных наблюдений, движется в восточном направлении. Образуемая ею глобальная геосистема соответственно резко дифференцирована. Западная пассивная окраина в зоне Северо-Атлантического хребта контрастирует с восточной активной окраиной, протягивающейся вдоль Тихоокеанской плиты (см. рис. 33, 34). На конвергентных границах Евразийской и Тихоокеанской плит сосредоточено большое количество высокодинамичных геосистем с эндогенными источниками энергии, прежде всего отличающихся сложностью и масштабами последствий вулканов. Не исключено, что именно положение глубинных источников энергии на активной окраине Евразийской геосистемы привело к формированию специфических кольцевых структур земной коры, проявляющихся также в природе земной поверхности.

Рис. 33. Пассивная (А) и активная (Б) окраины Евразийской плиты, связанные с ее абсолютным и относительным движением: 1 - плита (наземная часть) и ее приграничная зона на суше; 2 - подводная часть плиты и приграничной зоны; 3 - котловины; 4 - поднятия на дне океана; 5 - Тихоокеанская плита; 6 - складчатые сооружения; 7 - участки альпийской складчатости; 8 - пространство Евразийской плиты; 9 - конвергентная граница плиты; 10 - разломы; 11 - вулканы; 12 - застывшая лава; 13 - пояс сжатия (по В. А. Апродову с изменениями)

Рис. 34. Разрезы через пассивную (А) и активную (Б) окраины Евразийской плиты (по В. А. Апродову с дополнениями): 1 - мантия; 2 - базальтовый слой; 3 - гранитно-метаморфический слой; 4 - магма; 5 - осадочный слой; 6 - новейшие образования; 7 - океан; 8 - разломы; 9 - движение плит

Хотя плитотектоническая интерпретация указанного диморфизма западной и восточной окраин Евразии не единственно возможная, факт нарастания разнообразия эндогенных геосистем локального и регионального масштабов с запада на восток в умеренных широтах неоспорим. Это разнообразие увеличивается также у южной конвергентной границы Евразийской плиты с плитой Африканской.