Едома: проблемы, загадки (Болиховский Виктор Францевич, Втюрин Борис Иванович)

(Родился в 1944 году в селе Барахино Новгородской области. Окончил географический факультет Московского государственного университета. По профессии палеогеограф, кандидат географических наук. В экспедициях на Севере работает с 1975 года. Автор 20 научных работ.)

Родился в 1924 году в деревне Луги Горьковской области. Окончил географический факультет Московского государственного университета. По профессии мерзлотовед, гляциолог. Доктор географических наук, профессор. На Севере работает с 1950 года. Участник дрейфа на СП-3 (1954 г.), участник 1-й Советской Антарктической экспедиции (1955-1957 гг.). Автор четырех монографий, около 60 научных и пяти научно-популярных статей.

Когда исследователь сталкивается с новым в науке явлением, сущность которого еще не ясна, он дает ему название, нередко заимствованное у аборигенов. Так вошли в науку якутские названия, связанные с мерзлотой: "алас" - сухая котловина, образовавшаяся в результате вытаивания подземного льда; "булгуннях" - бугор пучения на днище аласа; "байджарах" - земляной конус, образующийся на склоне при вытаивании ледяных жил, его окружающих, и т. д.

Такова же история названия "едома". Это слово употреблялось русскими первопоселенцами и означало "съедаемая" или пригодная к тому. По- видимому, в старину им называли возвышенные участки, чаще всего безлесные, иногда заболоченные, которые подмывались и как бы съедались водами рек и ручьев. За последние два десятилетия это слово прочно вошло в научную литературу и означает одну из разновидностей мерзлых толщ, которые широко распространены на низменных равнинах Восточной Сибири, Дальнего Востока и Аляски в бассейне Северного Ледовитого океана.

Внешний вид и свойства едомы необычны, а происхождение ее загадочно. Взгляните на фотографию. Огромные ледяные жилы высотой несколько десятков метров вместе с вмещающими их песчано-пылеватыми грунтами - это и есть едома. На фотографии мы видим лишь плоский вертикальный разрез едомной толщи. На самом деле лед в ней образует систему пересекающихся жил, между которыми располагаются блоки грунта. Небольшие ледяные жилы имеются в различных типах мерзлых толщ, но только в едоме они достигают высоты 20-50 метров и более. Едома - "чемпион" среди осадочных пород по содержанию подземного льда. Как правило, его не меньше половины, а то и 80-90 процентов объема породы. Поэтому едома быстрее других осадочных пород разрушается под действием различных природных факторов. В этом смысле новое семантическое значение термина "едома" вполне соответствует старинному разговорному значению слова.

Едома в низовьях реки Яны

Едома совершенно беззащитна перед разрушительной силой водных потоков. Если случается, что река поворачивает в сторону едомного массива, она легко размывает его. Даже самые незначительные ручейки способны выработать на поверхности едомы глубокую и разветвленную сеть ложбин стока. Другой враг едомы - солнечное тепло. По разного рода естественным причинам, а также из-за вмешательства человека происходит нарушение неустойчивого термического равновесия, в котором летом пребывают едомные массивы. На поверхности появляются глубокие котловины, заполненные водой, - термокарстовые озера. После ухода воды из этих озер они превращаются в аласы, которые, как оспины, испещряют всю поверхность едомы.

Летом даже без участия береговых вод по береговым обрывам едома может совершенно разрушиться. В этом случае она отступает подобно краю ледника. Талыми водами уносятся в реку почти все грунтовые частицы, которые в ней имелись. Проходит много лет, пока такие обрывы сгладятся, покроются сплошным плащом грунта, предохраняющим едому от дальнейшего разрушения.

Едома - древнее, реликтовое образование. Все, что уходит с ней, теряется В безвозвратно. Что же теряют люди с исчезновением едомы? К сожалению, В современная наука не может дать исчерпывающего ответа на этот вопрос. В Ясно одно: пропадает не только едома, но и те природные комплексы, которые В связаны с ней, включая почвы, растительный и животный мир.

Люди издавна знали о полезных свойствах подземных льдов едомы и вырубали там хранилища для пищи. Существовал также особый промысел по добыче бивней мамонтов из едомы. Мамонтова кость почти ничем не отличалась от слоновой кости. Пока никто не может сказать, какую ценность для человечества в будущем может представить прекрасно отсортированный песчано-пылеватый грунт едомы, какие полезные компоненты обнаружат в нем в наши потомки. Или, может быть, им понадобится вода, законсервированная в подземных льдах? Ведь это не просто вода, а вода, выпавшая на землю с В дождем или снегом десятки тысяч лет тому назад, то есть в условиях ледникового периода! Может быть, она обладает какими-то ценными свойствами, нам пока неведомыми? Если мы сохраним едому, мы сохраним в первозданном виде воду и все, чем она богата, так как мерзлые породы совершенно невосприимчивы к каким-либо современным загрязнениям.

Однако едома специально не охраняется. Правил, регулирующих хозяйственную деятельность на ней, пока не выработано. По-видимому, настала пора подумать об организации охраняемых от разрушения наиболее типичных и наиболее интересных районов едомы. Если со временем будет создаваться Красная книга редких и исчезающих видов горных пород, ландшафтов и экосистем, подобно существующим Красным книгам растительного и животного мира, едома должна занять в ней свое место.

Вместе с тем необходимо изучить геологическую историю едомы. Нужно ясно представить сочетание процессов, времени и их последовательность в создании современного облика едомы. Изучив былую роль отдельных факторов в возникновении едомы, мы сможем предсказать, каким образом в будущем на ее строении скажутся разного рода внешние воздействия: изменение климата, нарушение растительного покрова и т. д. Кроме того, данные об особенностях происхождения едомы имеют прикладное значение: например, золотоискателям важно знать, связаны ли процессы образования едомы с речным (аллювиальным) осадконакоплением, так как россыпное золото на Севере приурочено почти исключительно к речным отложениям.

Свидетельством большого внимания ученых разных стран к проблеме едомы является организация в рамках XIV Международного тихоокеанского конгресса специальной секции едомных отложений и экскурсии по р. Колыме - району широкого их распространения (август 1979 года, Хабаровск). Дело в том, что едомы имеются и за пределами СССР. Земля, ее биосфера составляют единую систему, все явления, процессы в которой взаимосвязаны. Чтобы познать общие глобальные закономерности, по которым живет биосфера, и научиться пользоваться ими на благо человека, нужны сведения об этих процессах для многих районов Земли. Один из таких районов - наш Северо-Восток - "вотчина" едомы. Здесь располагается мировой полюс континентальности и полюс холода северного полушария.

Мы снова возвращаемся к вопросу о необходимости информации по истории природы прошлого. Палеогеографы, исследуя условия залегания едомных отложений, их минеральный состав, слоистость, особенности строения мерзлых пород и подземного льда в них, остатки древних растений и животных, абсолютный возраст, могут извлечь и расшифровать эту информацию. Но сейчас еще палеогеографическая изученность едомы недостаточна, многие вопросы, касающиеся ее происхождения, дискуссионны.

Первой научной публикацией, где речь шла об осадочной породе, ныне называемой едомой, была статья "Замечания медико-хирурга Фигурина о разных предметах естественной истории, учиненные в Устьянске и окрестностях оного в 1822 г.", опубликованная в "Сибирском вестнике" за 1823 год. Интересно отметить, что уже тогда А. Е. Фигурин, а 50 годами позже А. А. Бунге правильно объяснили основную особенность механизма образования крупных залежей подземного льда. Оба исследователя пришли к выводу, что лед постепенно накапливался благодаря морозному растрескиванию пород из года в год в одних и тех же местах, попаданию в трещины воды и замерзанию ее там. В сущности эти исследователи заложили основы теории образования подземного льда, который мы теперь называем повторножильным. Позднее благодаря работам американского ученого Е. К. Леффингвелла, советских исследователей П. А. Шумского, А. И. Попова, Б. Н. Достовалова и др. она вылилась в стройную контракционную теорию. Название теории подчеркивает свойство осадочных горных пород сжиматься (контракция) под действием низких температур. Это сжатие сопровождается растрескиванием массивов осадочных пород на отдельные многоугольники и заполнением трещин льдом.

Стенка обнажения ежегодно отступает на 5-7 метров

Столь удачное начало в изучении едомы, казалось бы, предвещало и не менее удачное продолжение. Однако этого не произошло. Причина заключается в том, что контракционная теория в своем первом, классическом варианте К не могла объяснить большую мощность льдов едомы, местами достигающей 1 50-60 метров. Ведь даже в самых холодных и малоснежных районах планеты грунт нигде не растрескивается глубже 5-7 метров. Это обстоятельство побудило ученых усомниться в значении контракционных процессов для образования крупных залежей подземного льда едомы и искать решения проблемы по другим направлениям. В разное время и разными учеными подземные льды едомы принимались за погребенные остатки ледников, снежно-фирновых полей в сочетании с промерзшими озерами, за погребенные наледи и т. п. И лишь к середине 50-х годов нашего столетия контракционная теория возродилась и развилась на основе новых фактов и новых идей, позволивших объяснить все особенности состава и строения подземных льдов этого типа, в том числе и большую высоту жил.

У авторов контракционной теории не вызывал сомнения вопрос о преимущественно аллювиальном происхождении вмещающих ледяные жилы пород, хотя и было установлено, что подвергаться морозному растрескиванию с образованием повторножильного льда могут склоновые, ледниковые, водноледниковые, озерные, морские и другие тонкозернистые льдистые породы. Но лишь в аллювиальных отложениях ледяные жилы имеют оптимальные условия развития. Найдено было объяснение и этому. Мелкозернистый, пылеватый состав аллювия, особенно в поймах, весьма благоприятен для образования не только ледяных жил, но и другого типа подземного льда - сегрегационного, формирующего главным образом мелкие ледяные прослойки, прожилки и т. п. Он способствовал пластичности мерзлых пород, уплотнению и выдавливанию их по контакту с ледяными жилами и возможности разрастания жил в ширину. Пойменные условия обеспечили также достаточное увлажнение поверхности, возможность заполнения морозных трещин водой.

За последние 20 лет накопилось особенно много данных по составу и строению едомных отложений. Но вот что интересно: если по поводу генезиса подземных льдов принципиальных возражений против контракционной теории практически не было и, наоборот, она получила дальнейшее подтверждение и развитие, то аллювиальный генезис едомы, по крайней мере некоторых частей ее, у немерзлотоведов стал вызывать сомнения. Пожалуй, основное, что не находило объяснения, - это механизм накопления столь мощной (несколько десятков метров) сравнительно однородной по размеру частиц толщи на столь обширных пространствах. Появились новые гипотезы: озерно-аллювиальная, озерно-болотная, озерно-термокарстовая, эоловая и морская.

Если морская гипотеза была довольно быстро отброшена как несостоятельная, то все остальные имеют своих приверженцев и сейчас. Причем в основе гипотез, как правило, лежат действительно наблюдавшиеся особенности состава или строения едомных отложений в каком-то одном или нескольких разрезах.

Основной недостаток перечисленных гипотез - претензия на универсальность их применения независимо от места и времени образования едомных отложений. Особенно показательна в этом отношении эоловая гипотеза, с помощью которой некоторые исследователи пытаются объяснить образование едомных отложений на всем пространстве от Лены до Чукотки и от Новосибирских островов до Алданского нагорья.

Однако анализ накопленного к настоящему времени материала привел нас к выводу о том, что преобладающим генетическим типом отложений, слагающих едому, является все же аллювий. Доказательством этому может служить весьма типичное для едомы обнажение Воронцовский яр в низовьях Индигирки.

Разрез стал широко известен после работ С. Ф. Бискэ (1960 год) и Ю. А. Лаврушина (1963 год). Выводы С. Ф. Бискэ и Ю. А. Лаврушина были однозначными: породы разреза аллювиальные. Вывод С. В. Томирдиаро и В. К. Рябчуна, посетивших обнажение в 1973 году, также был однозначен - это эоловые отложения (принесенные ветром частицы пыли и песка). Кто же прав? С. Ф. Бискэ и Ю. А. Лаврушин? А может быть, С. В. Томирдиаро и В. К. Рябчун? Эти и другие вопросы мы попытались решить, организовав специальный отряд Тихоокеанского института географии Дальневосточного научного центра АН СССР. В 1975 году был обследован Воронцовский яр, а в 1976 году - Сыпной яр, расположенный выше по течению.

Обнажение Воронцовский яр образовалось после протаивания узкой перемычки между термокарстовым озером и долиной Индигирки. Получив кратчайший сток в реку, озерные воды превратили овраг в узкий каньон с вертикальными стенками высотой 30-40 метров. На отдельных участках стенка отступает в глубь едомы со скоростью 5-10 метров в год.

После первого же знакомства с Воронцовским яром появляется ощущение необычности, уникальности увиденного. Поражают прежде всего гигантские размеры ледяных жил едомы. В отличие от других известных обнажений ледяные жилы и разделяющие их земляные "столбы" Воронцовского яра вертикальны только в его центральной части, а по периферии имеют наклон в сторону древней долины. Это свидетельствует о подвижности мерзлых льдистых пород, о способности их "течь". Под лучами солнца лед непрерывно тает и с обнажения растекаются многочисленные ручейки, то и дело сваливаются куски дернины, грунта, деревья. Работать здесь в разгар лета нелегко и даже опасно. Несмотря на то что у нас было альпинистское снаряжение, защитные плащи, каски, отбор образцов льда и грунта по разрезу приходилось вести ночью, когда таяние уменьшалось (но не прекращалось) и не было такой опасности получить травму. Понятие "ночь" в эту пору относительно, так как обнажение находится за полярным кругом и солнце не заходит за линию горизонта.

Мы отобрали образцы грунта для комплексного анализа. В почвенном горизонте на глубине около 30 метров взяли корни кустарниковых растений для определения их возраста. Была собрана коллекция костных остатков млекопитающих, в том числе гнезда грызунов со скелетами зверьков и запасами зерна. По всей толще разреза из ледяных жил и прослоек льда получена вода для определения изотопного состава кислорода.

Обработка собранных материалов показала, что толща песчано-пылеватых едомных отложений имеет тонкую горизонтальную слоистость, включает окатанные растительные остатки, свидетельствующие о водной среде накопления. Неширокие, но высокие повторные ледяные жилы, пронизывающие всю толщу рыхлых пород, сформировались одновременно с вмещающими породами. Состав и строение ледяных жил говорят об их росте в условиях часто заливаемой поверхности. Скорее всего это была речная пойма, высота которой периодически менялась.

Образование едомной толщи происходило в условиях тундры, тундро-степи, лесотундры в период 45-10 тысяч лет назад. Температура воздуха была значительно ниже современной, и все же мерзлота непрерывно существовала все это время. Лишь около 8500 лет назад наступило потепление, образование едомы прекратилось, началось ее интенсивное разрушение термокарстовыми процессами.

Таким образом, наши исследования едомных отложений Воронцовского яра отвергают эоловую гипотезу. Значит ли это, что аллювиальная гипотеза универсальна и применима ко всем едомным отложениям? Мы воздерживаемся от такого вывода. Более того, мы считаем, что едома гораздо разнообразнее, чем принято пока считать. Дальнейшее исследование едомы необходимо для совершенствования наших знаний об истории природы, о закономерностях осадконакопления в условиях экстремально холодного континентального климата. Эти знания - основа научного планирования мероприятий по более полному и рациональному использованию природных богатств северных районов страны. Кроме того, едома - величественный памятник природы ледниковой эпохи и неисчерпаемый источник сведений о природе прошлого.

К сожалению, далеко не всегда и не везде это учитывается. По нашему мнению, следовало бы проводить специальное изучение тех участков едомы, где предполагается ее разрушение (вскрышные работы при разработке месторождений, выемка под котлованы гидротехнических и других сооружений и др.). Одним словом, делать это так же, как сейчас поступают с археологическими памятниками в местах хозяйственного освоения культурных территорий.

Едома уникальна, и мы призываем беречь ее, как бережем другие уникальные объекты природы.