[Главная]

Лёсс. Пыль степей, пыль планетная

 

Иногда интереснейшие процессы, предметы, явления настолько привычны и повседневны, настолько часто и много встречаются, что попросту обходятся вниманием. Не являясь экзотикой, они не притягивают взгляд, не поражают воображение, не производят впечатление. В полной мере это относится к толщам горной породы, известной как лёсс или лёссовидные суглинки.

Лёсс прекрасно знаком любому жителю юга России. Лёсс буквально везде вокруг под ногами, он образует пыль на дорогах летом и грязь в дождливые сезоны. Желто-бурые цвета лёсса являются характернейшими цветами степного юга.

Лёсс совершенно не знаком жителям юга России. Для него даже нет местного названия. Слово «лёсс» – «Löss» – немецкое, и означает «рыхлый», «нетвердый». Впервые описал лёсс (в долине Рейна) немецкий ученый Карл Цезарь фон Леонгард в 1823 году. На юге России эта порода в лучшем случае именуется просто «глиной». Но из нее нельзя ничего вылепить. Лёсс никому не интересен, не содержит полезных ископаемых, чрезвычайно беден окаменелостями. Никто из жителей не знает, из чего он состоит и не интересуется этим вопросом.

Лёссовые толщи многометровой мощности покрывают бескрайние пространства равнин юга России в частности и умеренного пояса Земли в целом. Принципиально важно, что лёссовые породы – это образования внеледниковой зоны (то есть расположены либо там, куда ледники не доходили, либо поверх древних ледниковых морен). Максимальная мощность лёссов России достигает 100 метров, например, на Ергенинской возвышенности. В окрестностях города Волгодонска лёссовые толщи достигают 35-40 метров. На Донецком кряже – до 14 метров. На Доно-Донецкой равнине – 50 метров. Лёссовые образования являются основой для зданий, причем основой не всегда надежной. Известны проблемы с просадочностью лёссовидных пород под действием тяжести построенных на них зданий и сооружений. Распространены лёссовые породы повсеместно. Не покрытыми лессовыми образованиями остаются лишь пойма рек да крутые склоны. Лёссы постоянно встречаются в обрывах и искусственных углублениях.

Лёссовая толща содержит горизонты ископаемых почв. Самые древние почвы, разумеется, внизу, а молодые почвы расположены в толще выше. Очевидно, что образование лёссов произошло снизу вверх, осаждением составляющего лёссы материала.

Лёсс определяется, согласно справочнику, как пылеватая порода, то есть мелкозём с размерами пылинок 0,05-0,1 мм. Диагностические признаки позволяют относительно легко отличить его.

Неслоистый. Легкий, пористый. Цвет светло желтый или светло-бурый. Очень мягкий, легко истирается пальцами в порошок. На ощупь сухой, не жирный. Размокает в воде, обращаясь в подвижную массу. В сухом состоянии прекрасно держит вертикальную стенку. Очень близки к лёссам и лёссовидные породы.

Из чего состоит лёсс и лёссовидные породы?

Во-первых, это обломочные (кластогенные) минералы. В основном это кварц и полевой шпат. Кварц это тот же диоксид кремния, составляющий основу обычного песка, только очень мелкий, пылевой. Кварц устойчив к выветриванию. Полевые шпаты наоборот, подвержены выветриванию.

Во-вторых, это чрезвычайно измельченные, или, как говорят ученые, высокодисперсные минералы – глинистые, такие как гидрослюды и каолинит, – и неглинистые, это окислы и гидроокислы железа. Окислы и гидроокислы железа отвечают за буроватую окраску лёссовых образований.

В третьих, это минералы, связанные с условиями образования и поэтому их можно назвать «признаковыми». Это водоустойчивые железо-марганцевые образования и карбонаты (в основном кальцит).

Главной составной частью лёссов и лёссовидных пород, залегающих на поверхности разных регионов Земли, являются пылеватые частицы – мелкозём. Мелкозём практически полностью состоит из зерен кварца и полевых шпатов.

В лёссах содержание кварца составляет около 40 %. В лёссовидных породах содержание кварца выше и составляет примерно 70%.

Увеличение процентного содержания кварца происходит в результате уменьшения содержания полевых шпатов, которое происходит при выветривании исходного мелкозёма. Полевые шпаты при выветривании образуют глинистые породы.

При этом образование лёссов и лёссовидных пород происходило одновременно, но в разных условиях – сухих или же с повышенной влажностью.

Лёссовые образования занимают площадь примерно 22% поверхности суши. Залегают на всех континентах, кроме Антарктиды. Наиболее распространены в Европе и Азии, несколько меньше в Америке.

Подавляющее большинство осадочных отложений планеты имеет морское происхождение. Кроме этого, известны отложения рек и озер. Удивительным фактом в лёссовых толщах является то, что отложения эти не водные. Чаще всего поверхность суши является областью сноса, а не аккумуляции пород. Образование лёссовых пород происходило на дне воздушного океана, атмосферы. Это сразу делает лёсс и саму эпоху лёссообразования уникальной в истории Земли. Происходило что-то очень специфическое, свойственное именно тому времени.

Лёссы образовывались в четвертичном периоде, наиболее близком к нам отрезке геологического времени. Собственно, в четвертичном периоде мы живем. Началось накопление лёссовых образований примерно 1,2 миллиона лет назад. Лёссобразование неразрывно связано с природными условиями плейстоцена. Твердо можно сказать, что накопление лёссов происходило в периоды похолоданий и развития ледников, а почвообразование на поверхности накопившегося лёсса шло в теплые межледниковья. Основная масса лёсса формировалась в средней и поздней поре неоплейстоцена, хотя и в раннем неоплейстоцене лёссообразование шло вполне интенсивно. Напомним, что четвертичный период, или квартер, состоит из плейстоцена и голоцена. Голоцен это последние 10 тысяч лет истории планеты, плейстоцен же делится на эоплейстоцен (1,85 миллионов лет назад – 0,8 миллиона лет назад) и неоплейстоцен (0,8 миллиона лет назад – 10 тысяч лет назад).

Как же оказались на равнинах Земли и в частности в Ростовской области эти толщи лёсса? Сами по себе многометровые толщи пыли, плащом укрывающие бесконечные пространства равнин, если об этом задуматься, производят грандиозное впечатление. Невообразимое количество тонн пыли, равномерно покрывающее равнины. И у ученых пока нет однозначной картины процессов, которые привели к этому результату. Гипотез лёссообразования, пытающихся объяснить происхождение гигантских толщ, насчитывается несколько десятков.

В общем большинство ученых согласно с тем, что мелкозем осаждался из атмосферы. Постепенно, годы, века и тысячелетия. Там, где условия были сухими, образовывались по большей части лёссы. Там, где поверхностные потоки атмосферной влаги были более существенны, образовывались лёссовидные суглинки. В периоды, когда лёссообразование ослаблялось или прекращалось, на поверхности лёссов появлялись почвы. Которые затем засыпались более молодыми лёссами.

Основной нерешенной проблемой является вопрос, откуда взялись эти массы пыли, каков был источник этих миллионов тонн. Предполагалось, что источником могли быть пустыни, из которых ветрами поднималась и выдувалась пыль. Выдвигалась гипотеза, что источником мелкозема являлись моренные отложения покровных оледенений. Морены высушивались ветрами и переносились в виде пыли на внеледниковые пространства.

В принципе состав мелкозема не является для земной коры чем то экзотическим, и те же моренные отложения, состоящие из продуктов распадов гранитов, содержат те же кварц, полевые шпаты и слюды, из которых граниты собственно и состоят.

Однако этих источников – морен или пустынь – попросту недостаточно для генерации таких лёссовых толщ, которые мы видим. Однотипный и однородный состав лёссовидных пород также не очень соответствует «выдуванию из пустынь».

Относительно недавно была высказана еще одна гипотеза о возможном происхождении мелкозема. Предполагается, что планета Земля могла проходить через облако космической пыли. Эта пыль, равномерно осаждаясь из атмосферы по всей планете, и стала лёссами.

При такой постановке само похолодание в плейстоцене имеет своей причиной запыленность атмосферы. Гипотеза чрезвычайно интересная и красивая.

У писателя-фантаста Артура Кларка есть повесть «Лунная пыль». Об аварийной ситуации, возникшей при движении пылехода в лунном «море», заполненном пылью толщиной десятки метров. Когда создавалась повесть, еще до непосредственных исследований Луны, существование таких котловин с пылью, да и вообще покрытие поверхности Луны полностью пылевой толщей представлялось вполне реалистичным. Сегодня понятно, что это не так, хотя лунная пыль – реголит – на самом деле покрывает Луну.

Лунная пыль никак не связана с земным лёссом. Просто ассоциация, возникшая при понимании того, что в образовании лёсса космические причины могли иметь основное значение.

Возможно, теперь, глядя на толщу лёсса где-нибудь в обрыве или котловане, вы тоже почувствуете холодное дыхание глобальных планетарных, а возможно и космических масштабов. Дыхание процессов, относительно близких по времени, но по прежнему загадочных. Не мгновенных, как землетрясения или извержения вулканов, меняющих облик Земли моментально. А медленных, постепенных, грандиозных. Невообразимых по результатам.

Подведем краткие итоги. Лёссовые образования (лёссы и лёссовидные суглинки) покрывают огромные пространства Юга России и огромные площади во всем мире.

Лёсс и лёссовидные суглинки – это так называемый мелкозем, пыль, смесь, состоящая в основном из кварца и полевого шпата. Остальное – это гидрослюды, карбонаты и глинистые составляющие. В лёссе полевого шпата больше чем в лёссовидных суглинках, в лёссовидных суглинках шпатов остается мало.

Происхождение лёссов остается не до конца понятным. Наиболее вероятным считается осаждение пыли из атмосферы.

 

Лёсс в стенках котлована

Фото 1. Котлован непостроенного завода «Энергомаш» в окрестностях Волгодонска, на Доно-Сальском водоразделе. Котлован вырыт в лёссе.

 

Лёсс в окрестностях Волгодонска

Фото 2. Лёсс в стенке котлована

 

Лёсс (лёссовидные суглинки) в обрывах Цимлянского водохранилища

Фото 3. Лёсс (лёссовидные суглинки) в обрывах правого берега Цимлянского водохранилища

 

Лёсс (лёссовидные суглинки) в обрывах Цимлянского водохранилища)

Фото 4. Лёсс (лёссовидные суглинки) в обрывах  правого берега Цимлянского водохранилища

 

Лёсс одной из донских террас

Фото 5. Лёссовидные суглинки, покрывающие одну из террас реки Дон.

 

Выходы лёссовидных суглинков в Мокро-Солёновской балке

Фото 6. Лёссовидные суглинки (по видимому, переотложенные стекающими с водоразделов водными потоками при формировании террасы) в обрывах Мокро-Соленовской («Третьей») балки.

 

Лёссовидные суглинки третьей надпойменной террасы реки Дон

Фото 7. Лёссовидные суглинки третьей надпойменной террасы Дона в стенке канала, подающего воду из Донского магистрального канала (оросительного) на поля.

 

Использованная литература:

        Минералы и горные породы СССР. М., «Мысль»., Отв. ред. Г.И. Гинсбург., 1970 г. 439 с.

       Ананьев В.П. Лёссовый покров России. Учебное пособие. 2012 г.

 

Степной Следопыт

2022 год