[Главная] [Содержание] [Информация]
Лик пустыни
РОЖДЕНИЕ ПЕСКА
Европейские ученые первоначально знакомились с песками вдали от пустынь — на берегах рек, морен и океанов. Приносимые реками пески обнажаются из-под воды лишь в межень и в климатических условиях Европы почти не перевеваются. Древние речные пески в европейских странах распространены небольшими полосами, поросли лесами, и поэтому речные пески в Европе не приносят особого вреда и никому не страшны.
Иное дело пески на берегах океанов. Штормовые волны и валы приливов выбрасывают каждый раз на берег все новые и новые массы песка. Разгуливающие над океаном ветры легко подхватывают обсохший песок и несут его вглубь материка. Не легко растительности укрепиться на таком постоянно перевевающемся песке. А тут придут еще из деревни козы и стравят, вытопчут, а то и с корнем вырвут непрочные побеги. И не раз бывало, что поселки рыбаков, а то и большие села и местечки оказывались на побережье Европы погребенными под песчаными дюнами. Проходили столетия, и лишь верхушка высокого шпиля старого готического собора, торчавшая из песков, напоминала людям о происшедшей когда-то гибели селения.
Почти все западное атлантическое побережье Франции столетиями засыпалось песками. Многие районы северных берегов Восточной Германии и Рижское взморье тоже страдали от них. Бушующие Атлантика, Северное и Балтийское моря и надвигание порожденных ими песков были самой грозной картиной природы, знакомой жителям и ученым Европы.
И естественно, что когда европейцы попали в пустыни и познакомились с их громадными, как море, песчаными массивами, то невольно сочли, что пески пустынь — это детище моря. Так появился «первородный грех» в исследовании пустынь. Привычное объяснение было приложено и к пескам Сахары, якобы являвшейся дном недавнего океана, и к пескам Центральной Азии, которые, мол, были в древности покрыты внутренним Ханхайским морем.
Ну, а что уж говорить о наших пустынях, где действительно Каспийское море затопляло прежде пространства, поднимающиеся на 77 метров выше теперешнего его уровня?
И, однако, именно русским исследователям принадлежит честь ниспровержения этих неверных взглядов, согласно которым единственным мощным творцом песков на земле считались морские волны.
В этом отношении на правильном пути оказалось много наших исследователей XIX века, впервые начавших изучать различные районы Средней и Центральной Азии. Среди них прежде всего надо назвать Ивана Васильевича Мушкетова, пионера геологического изучения Средней Азии, и его ученика Владимира Афанасьевича Обручева, совершившего много трудных и длительных путешествий по Средней и особенно Центральной Азии. Эти два исследователя, объединявшие в себе геологов и географов, показали, что наряду с действительно морскими песками в пустынях широко развиты иные по происхождению пески.
И. В. Мушкетов полагал, что, помимо морских и речных песков, во многих районах пустынь, в том числе в Кызыл-Кумах, пески образуются при разрушении различных горных пород в условиях резко континентального климата пустынь. Одной из заслуг В. А. Обручева явилось обоснование целым рядом фактов того положения, что пески другой пустыми Средней Азии — Кара-Кумов — образовались за счет отложений древней Аму-Дарьи, протекавшей прежде от района города Чарджоу прямо на запад к Каспийскому морю.
Он же доказал, что в пустынях восточной части Центральной Азии, в Ордосе и Ала-Шане, основным творцом песков являются разрушительные силы атмосферы.
Доводы этих ученых были логичны и убедительны, но у них было слишком мало фактов, чтобы полностью разрешить вопросы происхождения каждого массива песков в пустынях.
В советский период всестороннему изучению песков было уделено несравненно больше исследований. В результате удалось установить источники и пути накопления самых разнообразных массивов песков, хотя не всегда было легко восстановить их биографию.
В одной лишь западной Туркмении мы насчитали двадцать пять различных по происхождению групп песков. Одни из них образовались за счет разрушения различных по возрасту и составу древних горных пород. Эта группа песков является самой разнообразной, хотя и занимает сравнительно незначительную территорию. Другие пески оказались принесенными Сыр-Дарьей в район современного Хивинского оазиса. Третьи пески приносились Аму-Дарьей и отлагались на равнинах, расположенных теперь на расстоянии 300 — 500 километров от реки. Четвертые пески выносились Аму-Дарьей в море, пятые, совсем особые пески, накоплялись в море за счет раздробляемых волнами раковин морских моллюсков. Шестые пески образовывались в ныне безводной, но прежде озерной Сарыкамышской впадине. Они содержат массу известковых и кремневых скелетов микроорганизмов.
Море песка. От северного Приаралья на юг, вдоль восточных берегов Арала, через всю пустыню Кызыл-Кумы и далее, через просторы Кара-Кумов до Афганистана и подножии Гиндукуша, а с востока на запад от подножий Тянь-Шаня до берегов и островов Каспия расстилается громадное, покрытое волнами море, над которым возвышаются лишь отдельные острова. Но не сине это море, не плещут его волны и не водой наполнено оно. Море это переливает то красными, то желтыми, то серыми, то беловатыми тонами.
Волны его, во многих местах неизмеримо более высокие, чем буруны и валы океана, неподвижны, как будто застыли и окаменели в самый разгар невиданной бури, охватившей колоссальные пространства.
Откуда взялись эти громаднейшие скопления песков и что создало их неподвижные волны? Советские ученые изучили пески достаточно хорошо, чтобы можно было теперь ответить на эти вопросы определенно.
В Приаральских Кара-Кумах, в песках Большие и Малые Барсуки и на восточных берегах Арала пески имеют матовобелый цвет. Каждое зернышко их окатано и отполировано, как мельчайшая дробинка. Состоят эти пески почти исключительно из одного только кварца — самого устойчивого из минералов — и небольшой примеси более мелких черных зернышек рудных минералов, в основном магнитного железняка. Это пески-старики. Длинен был их жизненный путь. Трудно разыскать сейчас останки их предков. Род их ведет начало от разрушения каких-то древних гранитных хребтов, остатки которых сохранились теперь на поверхности земли лишь в виде гор Мугоджар. Но с тех пор очень много раз эти пески переоткладывались реками и морями. Так было и в пермское время, и в юрское, и в нижне- и верхнемеловое. Последний раз перемыты, отсортированы и переотложены были пески в начале третичного периода. После этого некоторые слои оказались так крепко спаянными растворами кремниевой кислоты, что слили зерна с цементом, образован твердый, жирный в изломе, чистый, как сахар, кварцит. Но и на этот крепчайший камень действует пустыня. Выдуваются более рыхлые слои песков, разрушаются твердые камни, и вновь пески переоткладываются, на этот раз не морской и не речной водой, а ветром.
Наши исследования показали, что за время этого последнего «воздушного путешествия» песков, начавшегося еще в поздпегретичное время и продолжавшегося в течение всего четвертичного периода, они были перенесены ветром от северного Приаралья, вдоль восточных берегов Арала вплоть до берегов Аму-Дарьи, а возможно, и далее на юг, то-есть примерно па 500 — 800 километров.
Как произошли «Красные пески». Недаром зовут казахи и каракалпаки свою самую большую песчаную пустыню Кызыл-Кумами, то-есть Красными песками. Её пески во многих районах действительно имеют яркооранжевый, красновато-рыжий, а то и кирпично-красный цвет. Откуда взялись эти толщи окрашенного песка? От разрушенных гор!
Невысоки теперь древние горы Центральных Кызыл-Кумов, поднимающиеся на 600 — 800 метров над уровнем моря. Миллионы лет назад они были значительно выше. Но столько же времени на них действуют разрушающие силы ветра, горячего солнца, ночного холода и воды. Останцевые возвышенности, как острова, поднимаются над поверхностью Кызыл-Кумов. Их, как шлейфы, опоясывают полосы пологонаклонных щебнистых выносов, а дальше тянутся песчаные равнины.
В средние века истории земли, и мезозое и в начале третичного периода, климат здесь был субтропический и на склонах гор отлагались красноземные почвы. Разрушение остатков этих почв, или, как говорят геологи, «древних кор выветривания», и окрашивает местами пески Кызыл-Кумов в красные тона. Но пески этой пустыни далеко не всюду имеют одинаковую окраску, так как происхождение их в разных районах различно. Местами там, где древние морские пески подвергались перевеванию, пески этих равнин светложелтые. В других районах пески эти желтовато-сероватые, — это древние наносы Сыр-Дарьи. Взгляните на схему на стр. 64, и вы увидите, что эти наносы нам удалось проследить как в южных, так и в центральных и западных частях пустыни. На юге Кызыл-Кумов их пески темносерые и принесены они рекой Зеравшаном, а на западе этой пустыни пески синевато-серые и содержат много блесток слюды — они доставлены были сюда Аму-Дарьей в один из эталон ее блужданий. Таким образом, история Кызыл-Кумов далеко не проста, и биография их песков, пожалуй, сложней и разнообразней большинства других пустынь мира.
Как образовались «Черные пески». Самая южная пустыня СССР — Кара-Кумы. Это название — Черные пески — дано им потому, что они сильно поросли темными кустами саксаула и горизонт во многих местах темнеет, как опушка леса. К тому же и песни здесь темные — сероватые.
В тех межгрядовых понижениях, где ветер вскрывает до того не пе-репевашпиеси свежие пески, цвет их серо-стальной, иногда голубовато-серый. Это самые молодые пески — пески-младенцы в истории нашей планеты, и состав их очень разнообразен. 42 различных минерала можно насчитать в них под микроскопом. Тут в виде мелких зернышек имеются и гранаты и турмалины, знакомые многим по ожерельям и кольцам. На глаз видны крупные пластиночки блестящей слюды, зерна кварца, розовые, зеленоватые и кремовые зерна полевых шпатов, черно-зеленые песчинки из роговой обманки. Зерна эти так свежи, словно только что размололи и перемыли гранит. Но там, где ветер успел перевеять пески, окраска их меняется, принимая серовато-желтый цвет. А вместе с этим медленно, постепенно начинает меняться и форма песчинок: из угловатой, свойственной молодым речным пескам, она все больше принимает округлую форму перевеянных ветром так называемых «эоловых» песков.
Состав кара-кумских песков, форма их зерен, хорошая сохранность малоустойчивых минералов, их серый цвет, условия залегания и характер наслоения непреложно свидетельствуют об их речном происхождении. Но спрашивается, о какой реке может быть речь, если Кара-Кумы начинаются на юге от самых подножий Копет-Дага, а ближайшая крупная река — Аму-Дарья — протекает на расстоянии 500 километров? Да и откуда может взяться в реке такое количество песка, чтобы намыть громадную пустыню — более 1300 километров длиной и в 500 километров в поперечнике?
Каждый раз, когда я бывал в различных районах пустынь Средней Азии, я брал образцы их песков и отдавал на микроскопический анализ. Эти исследования показали, что Кара-Кумы действительно отложены Аму-Дарьей, а частично, в своей южной части, реками Тедженом и Мургабом (см. картосхему на стр. 69). Состав песков этих рек, выносимый непосредственно с гор, оказался точно таким же. как и в созданных ими районах пустынь, лежащих за сотню километров от теперешних русел Мургаба и Теджена и за 500—700 километров от современной Аму-Дарьи. Но, спрашивается, откуда берется в горных реках такое громадное количество песка? Чтобы получить ответ на этот вопрос, мне надо было попасть в область зарождения Аму-Дарьи — в высокогорье Памира.
Урочище нагорных песков. В 1948 году мне представился случай побывать на Памире. И здесь, среди горных цепей и неприступных скалистых утесов, почти за тысячу километров от песчаных пустынь, я натолкнулся на маленькое, затерянное в горах урочище, которое оказалось подлинной природной лабораторией образования песков.
Урочище Нагара-Кум, которое мы назвали по созвучию «Урочищем нагориых песков», расположено на стыке трех пересекающихся долин, на высоте 4—4,5 тысячи метров над уровнем моря. Одна из долин тянется в меридиональном направлении, а другие в широтном. Долины эти не особенно длинны, ширина их не превышает 1 — 1,5 километра, но они глубоки. Плоское, нерасчлененное дно долин не изрезано следами водных потоков или древних русел. И поэтому, может быть, так разителен контраст между ровными и плоскими днищами долин и крутыми расчлененными скалистыми, оголенными склонами гор. Кажется, словно кто-то прорезал в горах глубокие и широкие коридоры.
Все свидетельствовало о том, что долины эти еще геологически сравнительно недавно были ложем мощных ледников, сползавших с заснеженных гор. А сглаженные, невыветренные скалы склонов амфитеатра, расположенного в восточной части широтной долины, указывали, что совсем недавно они были погребены под слоем фирновых снегов.
Целый ряд данных заставил предположить, что при исчезновении ледников долинами завладели озера. Однако теперь в этом холодном горном царстве выпадает слишком мало осадков, настолько мало, что даже зимой снега не покрывают местность сплошным покровом. Поэтому со временем исчезли и озера.
В соседних долинах мощные наледи не тают даже летом. Здесь же, вокруг урочища, вершины, превышающие Казбек и Монблан, чернеют на фоне ясного синего неба, — их почти не покрывают снега летом, но мало его подчас и зимой.
Мы были в Harapa-Кумах в самое теплое время года — в середине июля. Днем при безветрии солнце жгло так сильно, что кожа у нас на лице (а мы были перед тем месяц в Кызыл-Кумах) трескалась от ожогов. Днем на солнце было жарко настолько, что приходилось сбрасывать с себя и полушубок, и пиджак, а порою и рубашку. Но это был крайне разреженный воздух высокогорий, и как только заходило солнце и последние лучи его исчезали за вершинами гор, мгновенно становилось холодно. Температура резко падала, и часто в течение всей ночи была намного ниже нуля.
Значительная высота местности, сухой разреженный воздух и безоблачное небо и приводят к крайне резким сменам температур.
Прозрачный разреженный воздух высокогорий почти не препятствует солнечным лучам раскалять днем и землю и скалы. В ночное время от нагретой за день земли обратно в атмосферу идет интенсивное лучеиспускание. Однако сам разреженный воздух почти не нагревается. Он одинаково прозрачен как для солнечных лучей, так и для ночного лучеиспускания. Он так мало нагревается, что достаточно бывало днем пройти облаку или подуть ветру, как сразу же становилось холодно. Эта резкая смена температур является, пожалуй, самым характерным и, во всяком случае, самым активным климатическим фактором высокогорных областей.
Важно и то, что на этих высотах ночные заморозки летом бывают почти ежесуточно, и если не расколется камень от быстрого остывания, то дальше доделает эту работу вода. Она просачивается в мельчайшие трещины и, замерзая, разрывает их и расширяет все больше.
Скалы восточных склонов урочища сложены из округлых глыб крупнозернистых серых гранит-порфиров с хорошо ограненными зеленоватыми кристаллами полевых шпатов до 4—5 сантиметров длиной. Склоны гор, образованные этими породами, представляются па первый взгляд грандиозным скоплением крупного моренного валунника, нагромождением совершенно круглых ледниковых валунов, вздымающихся над равниной. И лишь контраст между крутыми нагромождениями и гладкими как стол днищами долин, где нет ни одного такого валуна, заставляет более осмотрительно отнестись к предположению, что это ледниковые валуны.
Тщательно присмотревшись к склонам урочища, мы обнаружили удивительную вещь. Многие валуны серого гранит-порфира оказались рассеченными белыми полосами жил, состоящих из одних полевых шпатов— так называемых аплитов. Казалось бы, аплитовые жилы должны были бы располагаться в принесенных ледником валунах самым беспорядочным образом. Но почему же совершенно отчетливо видно, что прожилок одного валуна является как бы продолжением прожилка в другом валуне? Почему, несмотря на нагромождение валунов, аплитовые жилы сохраняют единое направление и строение по всему склону, хотя пересекают десятки и сотни гранитных глыб?
Ведь никто бы не в силах был старательно уложить все эти валуны в таком порядке, строго следя за тем, чтобы не изменить направления жил. Если бы их притащил ледник, он обязательно нагромоздил бы валуны самым хаотическим образом и жилы аплитов не могли бы иметь одно п то же направление в соседних валунах.
Долго осматривал я большие округлые глыбы, пока не убедился в том, что многие из них лишь полуотделены от горы, как шишечка на крышке фарфорового чайника. Значит, это отнюдь не ледниковые валуны, а результат разрушения на месте коренных горных пород, из которых в течение многих веков природа изготовила под воздействием резких смен температуры эти глыбы, или, как их называют геологи, шаровые отдельности выветривания. Об этом свидетельствовало и то, что многие шары имели отслаивающуюся от них скорлупу, что типично для процессов механического разрушения — шелушения горных пород.
Гранитные кругляки, самые разнообразные по своим размерам, от 20—30 сантиметров до 2—3 метров в диаметре, были до половины погребены под слоем образующихся при шелушении гранита, осыпающихся с них дресвы и песка. Эти продукты распада оказались минералогически настолько свежи, что зерна песка сохраняли полностью свой первоначальный вид; их не тронуло еще ни химическое разложение, ни истирание, и остроограненные кристаллы полевых шпатов — минерала, химически наименее устойчивого,— лежали здесь, в песке, блестя на солнце совершенно свежими поверхностями граней.
Многие из этих глыб рассыпались на зерна при самом легком прикосновении. Вся местность представляла наглядное доказательство той силы, мощи и неотвратимости процессов разрушения горных пород, которые меняют и формируют в течение тысячелетий земную поверхность.
«Твердый как гранит» — кто не знает этого сравнения! Но вот под влиянием солнечных лучей, ночного холода, замерзания воды в трещинах и ветра этот твердый гранит, ставший синонимом крепости, под легким нажатием пальцев рассыпается в песок.
В высокогорных областях процесс температурного разрушения идет настолько быстро, что на продуктах распада совершенно не успевает сказываться химическое разложение минералов. Разрушение совершается так интенсивно, что склоны гор почти наполовину уже засыпаны каменными осыпями и песком.
Нередко срывающиеся здесь сильные ветры подхватывают наиболее мелкие продукты распада гранитов и выдувают из них всю пыль и песок. Пыль воздушным потоком выносится далеко за пределы урочища; песок же, более тяжелый, чем пыль, сгружается здесь же, во всех тех местах, где сила ветра падает из-за встречающихся препятствий.
С течением времени вдоль всей меридиональной долины на протяжении 13 километров образовался песчаный вал. Ширина его колеблется от 300 метров до полутора километров. Местами он достаточно плоский, сглаженный, по-росилий травянистой растительностью. Севернее же, на пересечении долин, где песок открыт для широтных ветров, дующих в противоположных направлениях, вал совершенно оголен и песок собран в несколько параллельных друг другу барханных цепей.
Цепи эти высоки, до 14 метров, склоны их круты, гребни постоянно меняют свою форму, покоряясь дующему ветру, а ветер дует то с восточной, то с западной стороны.
Голые, сыпучие, высоко и крую вздыбленные пески, жгучее солнце и «дымящиеся» гребни барханов — все это невольно переносило нас в жаркие пустыни Азии.
Но урочище нагорных песков лежит в царстве вечной мерзлоты. Вокруг барханов, куда ни кинешь глазом, вершины хребтов, покрытые вечными снегами и сверкающим льдом. А в долинах, лежащих немного ниже, белели громадные наледи толстого льда, образовавшиеся от за-мерзашия зимой родниковых вод.
Самое мощное скопление песков в урочище расположено в южном пересечении долин. Ветры здесь дуют сильнее всего.
Отражаясь во все стороны от окружающих крутых склонов, ветры испытывают мощные завихрения. Рельеф песков поэтому оказывается самым сложным и самым вздыбленным. Барханные цепи то разбегаются в различных направлениях, то сливаются между собой, образуя громадные узлы пирамидальных поднятий, вздымающихся на десятки метров над западинами.
Массив этих чистых, перевеянных ветром песков покрывает в урочище площадь всего лишь в 14,5 квадратных километра, но тем не менее мощность этих песчаных скоплений довольно велика, примерно полторы сотни метров.
Испытав эти завихрения, ветер устремляется дальше на восток. Поднимаясь к близлежащему перевалу, воздушные струи вздымают песок и тянут его за собой вверх по склону. Песок вытягивается по направлению преобладающих ветров сужающейся к востоку полосой. Эта полоса тянется вверх почти на 500 метров и идет от основного массива песков не по самой низкой и широкой главной долине, а по прямой линии к перевалу, взбираясь при этом на достаточно крутой склон.
Итак, высоко в горах «Крыши мира» и «Подножия солнца» — заснеженного Памира — оказался уголок песчаной пустыни! Уголок, в котором природа от начала до конца производит весь процесс образования и развития песков! Сначала выход на поверхность изверженных пород, разрушение их температурными колебаниями, образование осыпи, дробление ее в песчаные зерна и, наконец, мощные нагромождения отвеянных ветром песков. И не только отвеянных, но и вздыбленных им в барханные пирамиды высотой в двадцатиэтажиый дом, собранных в типичный для пустынь песчаный рельеф!
Все эти процессы совершались в течение сравнительно короткого в геологических масштабах промежутка времени. Однако сила и мощность этих процессов таковы, что все то, на что в пустынях нужны тысячелетия, в урочище нагорных песков совершалось буквально раз в десять быстрее.
Важно, однако, то, что это разрушение горных пород и превращение их в пески — явление не исключительное, а, наоборот, очень типичное для всех сухих высокогорных областей. На величайшем нагорье мира — Тибете — таких песчаных урочищ множество. На Памире и Тянь-Шане пески реже скопляются в массивы в силу условий рельефа, но они образуются там постоянно и беспрерывно на протяжении нескольких миллионов лет. Озеро Кара-Куль, расположенное на Памире в районе вечной мерзлоты, окаймлено с востока сплошными песками. И почти каждая песчинка этих высокогорий, образуясь под влиянием резких смен температур, таяния и замерзания воды, вскоре становится достоянием осыпи, а затем и горного потока. Вот почему реки высокогорий выносят на подгорные равнины гигантские количества песка. Вот откуда в Аму-Дарье во время паводков бывает до 8 килограммов песка, а в среднем несет она по 4 килограмма песка в каждом кубическом метре воды. А ведь воды в ней много, и за один лишь год она приносит к берегам Арала четверть кубического километра наносов. Много ли это? Оказалось, что если принять длительность четвертичного периода в 450 тысяч лет, считать, что в течение этого срока Аму-Дарьей выносилось столько же песка, и распределить его мысленно равномерным слоем по всем тем районам, где за это время блуждала могучая Аму, то средняя мощность только четвертичных ее наносов оказалась бы равной трем четвертям километра. А ведь вынос песка совершался рекой и прежде, во вторую половину третичного периода. Вот почему нет ничего удивительного в том, что в прежних ее устьях, в юго-западной Туркмении, нефтяные скважины проходят эту толщу песков и глин на глубину до 3,5 километра.
Теперь для нас понятно, что большинство подгорных песчаных пустынь Азии — это детище высокогорий. Таковы Кара-Кумы, являющиеся следствием разрушения высокогорного Памира. Таковы многие районы Кызыл-Кумов, образовавшиеся в результате разрушения Тянь-Шаня. Таковы вынесенные с Тянь-Шаня рекой Или пески Прибалхашья. Такова величайшая песчаная пустыня мира Такла-Макан, пески которой нанесены реками с Гималаев, Памира, Тянь-Шаня и Тибета. Такова великая индийская пустыня Тар, созданная наносами стекающей с Гиндукуша реки Инд.
Резкая смена температур в пустынях и в высокогорьях разрушает скалы н порождает пески. Вверху — шелушащиеся слои песчаников в Западной Туркмении. Внизу — барханные пески в урочище Нагара-Кум на Памире, образовавшиеся от разрушения гранитов. (Фото автора и Г. В. Аркадиева.)