Мерзлотоведение і краєзнавство

Характерною рисою гірських ландшафтів Якутії є полою, що представляють собою шаруваті крижані масиви на поверхні землі, льоду або інженерних споруд і утворюються при замерзанні періодично виливаються природних або техногенних вод [1].

Полою широко поширені на земній кулі. Вони зустрічаються практично у всіх районах, де відзначається негативна температура і є вода в рідкому стані. Вважається, що поширення полою збігається з межами постійного снігового покриву.

Термін «полій» увійшов в наукову літературу з української мови і позначає одночасно два явища: 1) лід, що сформувався при замерзанні води на твердій поверхні (рис. 1); 2) вода на поверхні льоду (рис. 2). Поняття «полій» присутній в мовах багатьох народів Сибіру. Якути називають її «тарин»; евенки - «амнунда», «амнунна»; тунгуси і маньчжури - «улан»; буряти - «хошар», «хошер». За кордоном використовують термін «icing» (англ.).

Необхідними умовами для утворення криги є: 1) наявність поверхневих і підземних вод; 2) суворі кліматичні умови (низькі температури повітря, малопотужний сніжний покрив і т.д.); 3) сильно розчленований рельєф, ускладнений новітніми тектонічними рухами земної кори [2].

Зазначені умови найбільш яскраво виражені на північному сході Якутії, що представляє собою молоду і піднесену західну частину Верхояно-Чукотської складчастої області, ускладненої численними розломами, в якій виділяються два найбільших хребта: Верхоянский і Черський, з найвищою точкою - гора Перемога (Буордахскій масив, 3003 м). Тут несуть свої води найбільші річки Північно-ВостокаУкаіни - Яна, Індігірка і Колима. Суворі кліматичні умови зумовлюють розвиток суцільний низькотемпературної товщі мерзлих порід потужністю понад 500 м, наявність яких сприяє концентрації шляхів стоку і розвантаження підземних вод. Місць розвантаження підземних вод стає менше, а площа і потужність криги - більше. На північному сході Якутії, в долині р. Моми (приплив Индигирки) знаходиться найбільша в світі полій. При довжині 40 км, шириною до 3,5 км і товщині льоду від 3 до 8 м її площа в окремі роки перевищує 100 км 2.

Головна ознака, що характеризує криги, - шаруватість - результат пошарового накопичення льоду (рис. 3). В цьому відношенні їх можна порівняти з одного боку з льодовиками, а з іншого - з повторно-жильними льодами. У виникненні криги беруть участь як поверхневі і підземні води, так і атмосферні опади (сніг). Таким чином, за походженням криги є змішаний тип льоду.

При обстеженні льодовиків Чібагалахского хребта було відзначено, що криги тісно взаємодіють з льодовиками [7]. Формування їх відбувається і на самому льодовику в процесі його саморозвитку. Потоки талих льодовикових і снігових вод, замерзаючи в тріщинах, пустотах і на поверхні, збільшують загальний обсяг льодовика. Лід криги входить до складу льоду льодовиків. Конжеляціонное льодоутворення на невеликих льодовиках Якутії, розташованих трохи вище снігової лінії (в гірській системі Черського вона лежить на висоті 2200 - 2300 м), призводить до того, що в окремих випадках досить значна частина льоду льодовиків може складатися з накладеного льоду - льоду полою.

Полою і льодовики часто супроводжують один одного. Так, підвищена кількість опадів на льодовиках хребта Сунтар-Хаята обумовлено переносом вологи північно-східними вітрами, з напрямком яких збігається орієнтація річкових долин з криги. Випаровування на наледних галявинах поповнює запаси вологи в атмосфері. Конденсуючись, ця волога випадає в твердому вигляді на верхніх льодовиках [8].

Льодовики впливають на хід наледеобразующіх процесів. Могутні товщі флювіогляціальних відкладень, що складають перезаглиблених долин, є прекрасними резервуари для скупчення підземних вод, розвантаження яких відбувається поблизу ригелів або безпосередньо біля краю льодовиків. Ця особливість перегляціальних умов часто забезпечує розвиток ланцюжка пріледникових криги [9].

У 1982 р в верхів'ях р. Чарка (притока р. Адича) нами було обстежено кілька криги. Чарка є типовою гірською річкою, характерною для Північного Сходу Якутії. Протяжність її становить 276 км. Свій початок вона бере з озера (відмітка урізу води в озері - 1326 м), яке розташовується на перевальних сідловини і є вододілом басейнів річок Яни і Індігірки. У басейні р. Чарка знаходиться 8 криги загальною площею понад 32 км 2 [10].

У верхній течії р. Чарка тече у великій западині. При ширині 8-10 км западина витягнута з південного сходу на північний захід на 40 км і закінчується потужним валом кінцевої морени, на поверхні якої виділяються термокарстові озера. Притоки р. Чарка в межах западини (Урільтін, Сюрюге і ін.) Мають добре виражені троговие долини, в верхів'ях яких знаходиться кілька невеликих висячих льодовиків. На бортах западини відзначаються вали бічних і кінцевих морен. Днище западини складено потужним чохлом воднольодовикових наносів, в товщі яких розвинені гідрогенні талики, виражені на поверхні деревною рослинністю (тополя, чозения, верба). У літній період в цих відкладеннях накопичується великий обсяг води.

Прийнято вважати, що мінімальна площа річкового басейну, необхідна для формування криги, становить 50 - 100 км 2. що забезпечує формування таликов за рахунок інфлюаціі і інфільтрації води в товщу водопроникних гірських порід [11, 1]. Час руху підземних вод від місця харчування до місця розвантаження може бути різним - від одного року до сотень років.

При виході з западини річка різко повертає на північ, прорізає Онёлскій хребет, утворюючи вузьку долину. В кінці зимового періоду на цій ділянці долини р. Чарка, протяжністю близько 12 км і шириною 0,2 - 0,5 км, формується гігантська полій, площа якої перевищує 3 000 000 м 2. а обсяг льоду складає не менше 15 000 000 м 3. Максимальна потужність льоду, складова 6 - 8 м, відзначається в місцях звуження долини; на розширених ділянках вона не перевищує 3 - 5 м. Сприятливими умовами для утворення полою є: 1) близьке залягання корінних порід; 2) невелика потужність алювію; 3) значний обсяг води, що надходить сюди в зимовий період з Чаркинской западини.

При обстеженні наледних полян привернули увагу розбиті тріщинами валуни, що зазвичай зустрічаються по околицях (рис. 6). На наш погляд, руйнування валунів відбувається в зимовий період, коли вода, розтікаючись по наледного галявині, стикається з охолодженими валунами і руйнує їх через величезного розмаїття температур. Змочування гірських порід в зимових умовах викликає ефект, схожий на розтріскування склянки при наповненні його гарячою водою ( «тепловий удар»).

Характерними для наледних полян є ін'єкційні пластові льоди. Зазвичай вони тяжіють до усть невеликих струмків. Потужність їх досягає 0,5 м, а площа часто перевищує 100 м 2. Такі льоди залягають під дерниною на глибині 0,4 - 0,5 м і витягнуті уздовж русел струмків. Для них характерна горизонтальна шаруватість. Освіта ін'єкційних пластових льодів відбувається на початку зимового періоду. При промерзанні подрусловой талика виникає велике гідродинамічний тиск. Під великим тиском вода проникає під грунтово-рослинний горизонт (ще не промерзла) і, замерзаючи, формує лід. Процес триває до повного промерзання подрусловой талика. Чим він довше, тим більше за площею і потужності формуються пластові ін'єкційні льоди. Найчастіше такі льоди протягом літнього сезону руйнуються, але в окремих випадках можуть зберігатися тривалий час.

Дещо по-іншому відбувається формування льоду в нижній течії р. Адича, де вона прорізає хребет Кисіль. Долина її тут звужується до 1 км, а потужність руслового алювію в окремих випадках не перевищує 8 - 10 м.

У зимовий період р. Адича на перекатах перемерзає і розчленовується на окремі водойми, зв'язок між якими здійснюється за подрусловой талики. Потужність його змінюється від 6 до 35 м, а ширина в плані найчастіше відповідає ширині русла річки в межень. Водовмещающими породами в талики служать алювіальні четвертинні відкладення і підстилають їх тріщинуваті корінні породи. Водоупором є верх-ня межа багаторічномерзлих порід.

На мілководних протоках р. Адича відзначаються численні наледние горби обдимання (рис. 7), утворення яких обумовлене промерзанням окремих глибоких ям. При промерзанні цих водойм створюються дуже великі тиску (до 52 атмосфер). Як зазначає В.Р. Алексєєв, ще в студентські роки вони проводили цікаві досліди [5]. У пустотіла чавунний куля з кришкою, що загвинчується наливалася вода. Куля виносили на вулицю. При замерзанні води створювалося таке великий тиск (набагато більше, ніж 52 атмосфери), що чавунний куля лопався.

У 1936 р на р. Джілінда стався вибух крижаного бугра, під час якого були викинуті брили льоду вагою до 50 тонн, причому їх віднесло вирвався потоком води на відстань кількох кілометрів [12]. За свідченням В.Ф. Дерпгольц, на р. Зея під час вибуху річковий криги загинув караван коней разом з супроводжуючими їх людьми [13].

В цілому на території Верхояно-Колимській гірської країни (що відповідає Північно-Сходу Якутії) щороку формується не менше 2729 криги площею 5409 км 2 і об'ємом 17,397 км 3 [5].

Широко поширені криги і в Південній Якутії, яка представляє собою гірські масиви і міжгірські западини. У порівнянні з Північно-Сходом Якутії, клімат тут значно м'якше. Мерзлі породи мають переривчасте поширення. Кількість льоду зростає, але площі їх зменшуються. Так, на північному сході Якутії на кожні 100 км 2 припадає від 0,3 до 0,6 криги, на півдні Якутії - 3,7. В цілому ж в Південній Якутії щороку утворюється 827 полою, площа яких становить 131,6 км 2.

Практично відсутні криги в Західній Якутії. Ця частина республіки за геологічною будовою є один з найдавніших жорстких ділянок земної кори і становить східну половину Сибірської платформи.

Винятком є ​​полою Центральної Якутії. Тут відзначаються виходи на денну поверхню восьми джерел підземних вод, які формують досить великі за площею криги. Одна з них носить назву «Булуус», що в перекладі з Жовті Води позначає «крижаний підвал». Ця полій утворюється в зимовий період завдяки розвантаженню підземних вод на денну поверхню біля основи крутого схилу Бестяхской тераси. Кілька джерел дають початок струмка Булуус-Юрях. Температура води протягом року в них постійна (0,1 - 0,2 о С). Вода джерела «Булуус» має високу якість і містить необхідні для організму людини мікроелементи. Особливе значення має присутність в хімічному складі джерельної води кремнієвої кислоти (18 - 40 мг / л), яка уповільнює процеси старіння організму людини і попереджає виникнення різних захворювань [14].

Полою можуть формуватися не тільки в природних умовах, а й у населених пунктах. Наприклад, на території м.Жовті Води щорічно утворюється 2 000 000 м 3 наледного льоду [15]. Освіта полою в цьому випадку пов'язано з витоком води з водогінних комунікацій в зимовий час. Такі криги називаються техногенними.

Підводячи підсумки вищевикладеного, можна зробити наступні висновки. Суворі кліматичні умови, суцільне розвиток низькотемпературної товщі мерзлих порід, розчленованість рельєфу, ускладненого сучасними тектонічними рухами, наявність поверхневих і підземних вод - все це обумовлює значне поширення полою в Якутії.

1. Гляціологіческій словник. - Л. Гидрометеоиздат, 1984. - 528 с.

2. Толстихин О.Н. Полою і підземні води Північного Сходу СРСР. - Одеса: Наука, Сиб. отд-ня, 1974. - 164 с.

3. Толстихин Н.І. Підземні води мерзлої зони літосфери. - М.-Л. Госгеолітіздат, 1941. - 204 с.

4. Шепелёв В.В. До питання про класифікацію криги // Питання гідрогеології криолитозони. - Жовті Води, 1975. - С. 107-118.

5. Алексєєв В.Р. Полою. - Одеса: Наука, 1987. - 160 с.

8. Корейша М.М. Сучасне заледеніння хр. Сунтар-Хаята. - М. Изд-во АН СРСР, 1963. - 170 с.

9. Некрасов І.А. Романовський М.М. Климовський І.В. Шейнкман В.С. Роль криги в морфології льодовикових долин хр. Черського // Гідрогеологічні дослідження криолитозони. - Жовті Води, 1976. - С. 83-92.

10. Мастахов С.Є. Некрасов І.А. Дмитрієва З.М. Калмикова А.І. Жовті Води АРСР: Словник-довідник. - Жовті Води: Кн. вид-во, 1980. - 184 с.

11. Калабин А.І. Вічна мерзлота і гідрогеологія Північного Сходу СРСР. - Магадан, 1960. - 470 с.

12. Карпов В.М. Пузанов І.І. Будівництво і вічна мерзлота. - Л. Вид-во літератури з будівництва, 1970. - 96 с.

13. Дерпгольц В.Ф. Вода у всесвіті. - Л. Надра, 1971. - 224 с.

14. Шепелёв В.В. Джерельні води Якутії. - Жовті Води: Кн. вид-во, 1987. - 128 с.