Вулканогенные парагенетические ландшафтные комплексы // Известия АН СССР, Серия географическая, 1980. Вып. 5. С. 97–105.


УДК 911.2 : 551.4 : 550.21

В. Е. Б Ы К А С О В

ВУЛКАНОГЕННЫЕ ПАРАГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЛАНДШАФТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

 

Современный активный вулканизм привносит дополнительные особенности в процессы формирования природно-территориальных комплексов (ПТК) и придаёт ландшафтам вулканических регионов специфические черты, проявляющиеся в чрезвычайно интенсивном, зачастую катастрофическом, воздействии вулканических процессов и явлений на рельеф, почвообразующие горные породы и почвы, растительность и даже на климат.

И в самом деле, для вулканического рельефа характерна огромная скорость формирования большинства вулканических построек (табл. 1). Конус вулкана Ключевского, например, с относительной высотой 2400 метров, образовался сего за 5000 лет [Влодавец, 1949]. При этом столь большая скорость сочетается с интенсивным разрушением большинства из них. И только крупные щитовые вулканы гавайского типа, да обширные лавовые равнины платобазальтов, разрушаются за период в миллион лет и более.

Во время вулканических извержений на поверхность ландшафтной сферы поступают самые разнообразные по агрегатному состоянию – твёрдые, жидкие, газообразные – вещества. Так, во время извержения Северного прорыва на Толбачинском долу в 1975 году за два с половиной месяца образовалось три новых шлаковых конуса с высотами в 330, 300 и

 

97

 

Таблица 1

 

Динамичность вулканических и аналогичных им невулканических форм рельефа

 

Формы рельефа Геологическое строение Время формирования Время существования Формы рельефа Время формирования Время существования
Равнины направленных взрывов Слабосцементи-рованная пирокластика мощностью от нескольких см до 5–10 м и более От нескольких минут до нескольких часов Сотни и первые тысячи лет, в зависимости от мощности и занятой площади
Пирокласти-ческие потоки и лахары Слабосцементи-рованная пирокластика мощностью от нескольких см до 30–40 м Он нескольких часов до нескольких суток То же Селевые потоки От нескольких часов до нескольких суток Тысячи и первые десятки тысяч лет
Моногенные вулканы Шлаковые конусы со стержнями спекания или без них От нескольких часов и дней до 1,5–2 лет и более От нескольких сотен до 20–30 тысяч лет, в зависимости от литологического строения и физико-геогра-фических условий Холмы и низкие горы Десятки и сотни тысяч лет От многих сотен до первых миллионов лет
Вулканогенные равнины подножий вулканов Переотложенный вулканогенно-обломочный материал с видимой мощностью до 100 м От нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч лет От нескольких десятков до первых сотен тысяч лет Осадочные равнины Сотни тысяч и миллионы лет Миллионы лет
Полигенные вулканы Стратовулканы, сложенные рыхлой пирокластикой, переслаиваемой лавовыми потоками От нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч лет Преимущественно пирокластические от 10–15 до 30–40 тысяч лет.

Преимущественно лавовые – сотни тысяч лет

Среднегорье и высокогорье Миллионы лет Миллионы лет

98

150 м и с объёмами в 0,17, 0,14 и 0,02 км3. По предварительным расчётам [Федотов и др., 1977], ещё около 0,8 км3 пеплов образовали обширный шлаково-пепловый чехол (площадь отложений с мощностью от 10 см и более достигает 480–500 км2 – В. Б.), а в добавок к этому излилось более 0,2 км3 лав, так что общий вес извергнутого материала превысил 17·106 т. Причём осадки, промывающие эруптивное газово-пепловое облако, представляли собой насыщенный раствор солей и кислот (pH 2–3) с большим содержанием фтора и других микроэлементов.

Таким образом, из этого примера можно видеть, что накопление в ландшафтной сфере твёрдых и жидких изверженных продуктов приводит к образованию различных горных пород интрузивного, эффузивного и вулканогенно-осадочного происхождения. А пары воды и газы пополняют атмосферу и гидросферу и лишь частично возвращаются на землю в форме адсорбированных газовых включений шлаково-пепловых частицах (табл. 2). Впрочем, и в этом виде они оказывают значительное влияние на процессы седиментации [Лучицкий, 1971].

 

Таблица 2

 

Химический состав пеплов извержения Северного прорыва в 1975 г.

 

Компоненты SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO
Среднее содержание ( %) 50,889 1,019 13,728 4,109 5,473 0,15 8,639
Среднее квадратичное отклонение 1,294 0,045 0,738 0,653 0,791 0,131 1,859
Компоненты CaO N2O K2O H2O- H2O+ P2O5
Среднее содержание ( %) 11,212 2,652 1,096 0,513 0,304 0,23
Среднее квадратичное отклонение 1,527 0,344 0,118 0,541 0,263 0,063

П р и м е ч а н и е. Расчёты произведены автором по данным химического анализа девяти пепловых образцов, собранных в июле-августе 1975 г. и выполненных О. Н. Волынцом и др.

 

Более того, поскольку с завершением извержения выделение вулканических паров и газов из магматического очага прекращается не сразу, то они продолжают циркулировать в толще горных пород, окружающих вулканические постройки, сосредотачиваясь при этом в участках территории, тектонически наиболее благоприятных для их фильтрации, перемещения и накопления.

О масштабах таковых вторичных геохимических процессов по перемещению вулканогенного вещества в районах проявления активного вулканизма особенно наглядно можно судить по степени минерализации грунтовых и речных, которая заметно повышается после особо крупных извержений. К примеру, после катастрофического извержения направленного взрыва вулкана Безымянный 30 марта 1956 года, количество воднорастворимого вещества, поступившего в бассейн реки Камчатки составило около 20 миллионов тонн [Товарова, 1958].

Вполне понятно, что вследствие поступления на дневную поверхность громадных объёмов рыхлой пирокластики, вулканическая деятельность по масштабам своего воздействия на почвообразующие процессы может быть поставлена наравне с такими ведущими факторами почвообразования, как рельеф, климат, растительность и почвообразующие горные породы [Соколов, 1973]. При этом от зональных почв невулканических райнов собственно вулканические почвы отличаются более широким соотношением C:N, большим содержанием гумусовых кислот, связанных с B2О2, менее сложным составом гумуса и преобладанием группы фульвокислот.

99

Из физических свойств для них характерны: низкий объёмный вес, высокая порозность, хорошая фильтрационная способность, прекрасная аэрация и высокая нидрофильность.

Всё это позволяет выделять почвы областей современного активного вулканизма в собственно вулканический тип почв, которые не имеют среди почв в тех районах бореального пояса, где отсутствует активный вулканизм. И в то же время с почвами других вулканических регионов (Анды, Индонезия, Исландия, Новая Зеландия, Япония), расположенных иных географических поясах, их объединяет периодическое поступление на их поверхность рыхлой пирокластики (табл. 3).

 

                                                                                                                                Таблица 3

 

Влияние шлакопеплопадов на структуру почв вулканических районов Камчатки

 

Типы местности Рельеф Растительность Интенсивность шлакопеплопадов Преобладающие почвы
Скально-нивальный Верхние крутые участки вулканических конусов Отсутствует Интенсивные

Умеренные

Слабые

 

Отсутствуют

Гольцовый горно-тундровый Средние участки вулканических склонов и верхние части пролювиальных конусов выноса Горно-тундрово-луговая Интенсивные

Умеренные

 

Слабые

Слоисто-пепловые вулканические, тундровые

Тундрово-иллювиально-гумусовые, вулканические, деструктивные

Тундрово-глеевые и примитивные тундрово-иллювиально-гумусовые

Подгольцовый горно-стланиковый Выположенные нижние и средние участки вулканических склонов Стелющиеся кедровые и ольховые стланики Интенсивные

Умеренные

 

Слабые

Слоисто-пепловые вулканические стлаников

Торфянисто-иллювиально-гумусовые вулканические

Торфянисто–иллювиально-гумусовые

Низкогорный горно-лесной Нижние участки вулканических склонов и вулканогенные равнины подножий Лугово-лесная и таёжная в средней части полуострова Интенсивные

 

Умеренные

 

Слабые

Слоисто-пепловые вулканические

и слоисто-охристые вулканические

Слоисто-охристые вулканические

и охристые вулканические

Охристые вулканические лесные

и охристо-подзолистые лесные

Предгорный Вулканогенные равнины подножий и флювиогляциальные террасы Лугово-лесная и таёжная в средней части полуострова Интенсивные Слоисто-пепловые вулканические

и слоисто-охристые вулканические

Слоисто-охристые вулканические

и охристые вулканические

Охристые вулканические лесные

и охристо-подзолистые лесные

П р и м е ч а н и е. Таблица составлена с привлечением материалов И. А. Соколова (1973).

 

Прямое влияние вулканизма на климаты вулканических районов, в частности – Камчатки, преимущественно сказывается в локальных и кратковременных изменениях состояния атмосферы и, прежде всего, в уменьшения притока солнечной радиации вследствие поступления большого количества пеплов, паров воды, углекислого и сернокислого газов, галоидов серы, сероводорода и других компонентов [Башарина, 1974]. Вплоть до того, что особо интенсивные проявления вулканической активности могли существенно повлиять на термический режим атмосферы всей Земли [Будыко, 1974].

Что же касается влияния на климатические особенности вулканического рельеф, то он способствует формированию высотно-климатической поясности и образованию местных микроклиматов межгорных долин и котловин, наветренных и подветренных склонов, а также ландшафтов предгорной и теневой барьерности.

Ведущим способом происхождения вулканических построек является вертикальный тектономагматический процесс переноса магматического вещества и энергии. То есть либо вертикальный подъём расплавленной магмы и её извержение и аккумуляция на поверхности ландшафтной сферы, либо вертикальное же обрушение сводов магматических очагов после их опустошения. И так как поле земного притяжения в любой точке земной поверхности характеризуется симметрией конуса [Шафрановский, 1968], то все вулканы и вулкано-тектонические депрессии, понимаемые в качестве оригинальных вулканогенных ПТК, имеют радиально кольцевую симметрию, отвечающую одной из подгрупп симметрии конуса (рисунок).

100

Стадии преобразования кратера Ключевского вулкана в 1951–1966 гг.

Рис. 1. Стадии преобразования кратера Ключевского вулкана в 1951–1966 гг.

 

Цифрами на рисунке обозначены: 1 – лавовое озеро, 2 – эруптивное облако действующих шлаковых конусов, 3 – фумаролы (рис. автора по материалам В. И. Влодавца, Б. И. Пийпа, Е. К. Мархинина, В. А. Ермакова, С. М. Трубицина и И. Т. Кирсанова).

101

Характерной особенностью ПТК вулканического происхождения является их генетическое, точнее – парагенетическое, единство. И в самом деле, взаимодействие экзогенных (климатогенного и биогенного) факторов ландшафтообразования с вулканизмом не ограничивается только лишь поражением растительного и почвенного покровов (табл. 4) или образованием собственно вулканических почв. Это взаимодействие завершается формированием ПТК более низких рангов (типов местности и урочищ), а также вулканогенных экосистем, составной структурной частью входящих в единый природный парагенез вулканогенных ландшафтов. При этом отмечается как отчётливая высотная поясность этих вторично-производных ПТК [Быкасов, 1977], так и радиально-концентрическое их размещение вокруг центров извержений.

 

Таблица 4

 

Характер поражения растительности Толбачинского дола шлакопеплопадами

в 1975 г. и её восстановления на лето 1977 г. (в баллах)

 

Мощность шлака и пепла (в см)
Растительность 60–40 40–20 30–10 15–5 ≤ 5
Горные тундры

Кедровый стланик

Ольховый стланик

Горные леса

Каменная берёза

Лиственница

Тополь

Ивы древовидные

Шиповник

Жимолость

Рододендрон золотистый

Голубика

Багульник

Ивки кустарниковые

Вейник Лангсдорфа

Чемерица

Кипрей узколистный

Колосняк

Мхи

Лишайники

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/0

5/0

5/1

5/1

4/2

5/2

5/1

4/2

5/1

5/2

5/2

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/1

5/2

5/0

5/0

4/2

4/2

3/3

4/3

4/1

3/3

4/1

4/3

4/3

4/2

5/1

5/1

5/1

4/2

5/3

5/2

5/2

5/3

5/0

5/0

3/3

4/3

2/4

3/3

3/2

2/4

3/2

3/4

3/4

3/4

4/3

4/3

4/2

3/4

4/4

3/4

4/4

4/4

5/1

5/1

3/4

3/3

1/5

2/4

2/3

1/4

2/4

1/5

1/5

1/5

2/4

2/5

2/4

2/5

2/4

1/4

2/4

2/5

5/1

5/1

П р и м е ч а н и е. Поражение (в числителе): 1 – слабое, 2 – умеренное, 3 – сильное, 4 – очень сильное, 5 – катастрофическое (полное уничтожение. Восстановление (в знаменателе): 1 – отсутствует, 2 – единичное, 3 – слабое, 4 – хорошее, 5 – благотворное воздействие.

 

Иными словами, локализация в пространстве и во времени проявления эндогенного вулкано-магматического (тепломассоперенос) ландшафтообразующего фактора приводит к формированию генетически единых функционально-целостных систем взаимосвязанных и взаимообусловленных ПТК низших рангов, входящих в вулканогенные природные образования моногенных и полигенных вулканов, кратеров, кальдер и вулканотектонических депрессий с наложенными на них вторичными парагенетическими комплексами временных водотоков и сухих рек

102

Итак, основными особенностями природных комплексов областей современного активного вулканизма являются: 1) чрезвычайно высокая динамичность литогенной основы (почвообразующих горных пород) ландшафтов; 2) исключительно интенсивное воздействие вулканизма не только на отдельные природные компоненты (рельеф, почвы, растительность, животный мир и климат), но и на само формирование и развитие разнообразных ПТК; 3) радиально-концентрическое, кольцевое морфологическое строение; 4) парагенетическое единство и функциональная целостность.

Эти особенности, на наш взгляд, требуют выделения вулканогенных ландшафтных комплексов в особый ряд природных единиц, так как при попытках их изучения только как региональных [Жучкова и др., 1973; Зонов, 1977], или только как типологических природных образований [Куницын, 1963; Преображенский, 1966], функциональное единство этих ПТК отходит на второй план. А ведь, скорее всего, именно функциональная целостность генетически и парагенетически взаимосвязанных в одну общую систему таковых ПТК природных комплексов более низших рангов определяет как само существование, так и основные тенденции развития вулканогенных ПТК (табл. 5).

 

Таблица 5

 

Основные стадии развития ВЛК стратовулканов

 

Возраст Морфологичес-кое строение Элементарные

ПТК

Типы местности Растительность Почвы
Q4 Правильные конусы с нерасчленён-ными склонами Кратеры. Вершинные ледники.

Временные водотоки и сухие реки. Моногенные вулканы.

Скально-нивальный

Гольцовый

 

Подгольцовый

Низкогорный

 

Предгорный

Растительный покров отсутствует

 

Горно-тундрово-луговая

 

Горные стланики

Каменноберезняки и лиственничники

Каменноберезняки и лиственничники

Почвенный покров отсутствует

 

Слоисто-пепловые вулканические и тундровые

Слоисто-пепловые вулканические

Слоисто-пепловые и слоисто-охристые вулканические

Слоисто-охристые и охристо-вулканические

Q3 Правильные, иногда усечённые, ребристые

конусы

Кратеры и кальдеры. Барранкосы. Ледники

Временные водотоки и сухие реки. Моногенные вулканы.

Скально-нивальный

Гольцовый

 

 

Подгольцовый

 

 

Низкогорный

 

Предгорный

Растительный покров отсутствует

 

Горно-тундрово-луговая

 

 

Горные стланики

 

 

Каменноберезняки и лиственничники

Каменноберезняки и лиственничники

Почвенный покров отсутствует

 

Слоисто-пепловые вулканические и тундрово-иллювиально-гумусовые вулканические

Торфянисто-гумусовые вулканические и торфянисто-гумусовые

Охристо-вулканические и охристо-подзолистые

Охристые и охристо-подзолистые

Q3–Q2 Неправильные, сильно усечённые и расчленённые конусы Фрагменты эродированных кратеров или кальдер. Цирки. Троги. Ледники Скально-нивальный

Гольцовый

 

 

Подгольцовый

 

Низкогорный

 

Предгорный

Растительный покров отсутствует

 

Горно-тундрово-луговая

 

 

Горные стланики

 

Каменноберезняки и лиственничники

Каменноберезняки и лиственничники

Почвенный покров отсутствует

 

Тундрово-иллювиально-гумусовые и тундрово-глеевые примитивные

Торфянисто-иллювиально- гумусовые

Охристые, светло-охристые и охристо-подзолистые

Охристые, светло-охристые и охристо-подзолистые

Q1 Реликты (скелетоны) конусов Кары. Цирки. Троги. Ледники. Постоянные водотоки Скально-нивальный

Гольцовый

 

 

Подгольцовый

 

Низкогорный

 

Предгорный

Растительный покров отсутствует,

или крайне фрагментарен

Горно-тундрово-луговая

 

 

Горные стланики

 

Каменноберезняки и лиственничники

Каменноберезняки и лиственничники

Почвенный покров отсутствует, или крайне фрагментарен

Тундрово-иллювиально-гумусовые и тундрово-глеевые примитивные

Торфянисто-иллювиально- гумусовые

Охристые, светло-охристые и охристо-подзолистые

Охристые, светло-охристые и охристо-подзолистые

103

Такой таксономической системой может стать парагенетическая система ландшафтных комплексов [Мильков, 1970]. По целям и методам выделения ПТК этой системе практически полностью соответствует система функционально-целостного членения земной поверхности [Ретеюм, 1975]. И это не случайно, так как функциональный подход – то есть обособление ПТК по основным системообразующим потокам вещества и энергии – взят за основу выделения разнообразных парагенетически взаимосвязанных природных образований и геоморфологами [Шанцер, 1966], и геохимиками [Перельман, 1966]. С полным на то основанием можно говорить и о том, что системы факторально-динамических рядов фаций [Сочава, 1973], и совокупность элементарных смежных геосистем [Михеев, 1973], и функционально-целостные системы геосистемы [Харвей, 1974; Арманд, 1975] тождественны понятию парагенетического ландшафтного комплекса.

Таким образом, мы предлагаем все вулканические по происхождению образования областей современного активного вулканизма относить к парагенетической таксономической системе природных единиц. Называть такие ПТК будет удобнее вулканогенными парагенетическими ландшафтными комплексами (ВПЛК). Понимать же под ними следует функционально-целостные системы пространственно смежных природных единиц (и региональных, и типологических, и парагенетических), единство происхождения которых обусловлено проявлением вулкано-магматических процессов по перемещению и отложению вулканического вещества на поверхности ландшафтной сферы.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. М.: Мысль, 1975. 288 с.

Башарина Л. А. Влияние вулканической деятельности на химический состав атмосферных осадков и воздух Камчатки // Бюллетень вулканологических станций. 1974. № 50. С. 104–111.

Будыко М. И. Изменения климата. Л.; Гидрометеоиздат, 1974. 279 с.

Быкасов В. Е. Криогенные явления в типах местности Камчатки. Локальные контрасты в геосистемах. Владивосток, 1977. С. 196–202.

Влодавец В. И. Исторический обзор эруптивной деятельности Ключевского вулкана // Труды лаборатории вулканологии и Камчатской вулканологической станции.1949. Вып. 6. С. 9–22.

Жучкова В. К., Зонов Ю. Б., Горяченков В. А. Методологические приёмы ландшафтных исследований вулканических районов Камчатки. Ландшафтный сборник. М.: МГУ, 1973. С. 117–137.

Зонов Ю. Б. Формирование первичных ландшафтов районов активного вулканизма Восточной Камчатки // Автореферат канд. дисс. Алма-Ата. 1977. 26 с.

Куницын Л. Ф. Опыт природного районирования Камчатки. Природные условия и районирование Камчатской области. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 7–26.

Лучицкий И. В. Основы палеовулканологии. Том I. М.: Наука, 1971. 480 с.

Малеев Е. Ф. Критерии диагностики фаций и генетических типов вулканитов. М.: Наука, 1975. 256 с.

Мелекесцев И. В., Краевая Т. С., Брайцева О. А. Рельеф и отложения молодых вулканических районов Камчатки. М.: Наука, 1970. 104 с.

Мильков Ф. Н. Ландшафтная сфера Земли. М.: Мысль, 1970. 207 с.

Михеев В. С. Верхнечарская котловина. Новосибирск. Наука, 1974. 142 с.

Перельман А. И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1966. 392 с.

Преображенский В. С. Ландшафтные исследования. М.: Наука, 1966. 128 с.

Ретеюм А. Ю. Физико-географическое районирование и выделение геосистем // Вопросы географии. М.: Мысль, 1975. № 98. С. 5–27.

Соколов И. А. Вулканизм и почвообразование. М.: Наука, 1973. 224 с.

Сочава В. Б. Системная парадигма в географии // Известия ВГО. 1973. Вып. 5. С. 393–400.

Товарова И. И. О выносе водно-растворимых веществ из пирокластики вулкана Безымянный // Геохимия. 1958. № 7. С. 686–688.

Федотов С. А., Чирков А. М., Андреев В. Н., Гусев Н. А., Разина А. А., Хренов А. П. Краткое описание хода трещинного Толбачинского извержения в 1975 г. // Бюллетень вулканологических станций. № 53. 1977. С. 3–12.

Харвей Д. Научное объяснение в географии. М.: Прогресс, 1974. 502 с.

Шанцер Е. В. Очерки учения о генетических типах континентальных осадочных образований. М.: Наука, 1966. 239 с.

Шафрановский И. И. Симметрия в природе. Л.: Недра, 1968. 184 с.