Пади, падины, поды, лиманы: специалисты Института географии РАН раскрывают загадку происхождения крупных западин юга Восточно-Европейской равнины

Крупные замкнутые депрессии рельефа (западины), распространенные на равнинах Предкавказья, Приазовья и Северного Причерноморья, представляют собой древние котловины выдувания – к такому заключению пришли ученые лаборатории палеоархивов природной среды Института географии РАН, опираясь на результаты анализа цифровой модели рельефа SRTM. Использование ГИС-технологий позволило специалистам быстро получить и проанализировать набор количественных параметров для каждой зафиксированной западины, а статистическая обработка данных – обосновать выводы о происхождении этих форм рельефа.

Западины лëссовых равнин юга России и юго-востока Украины известны под различными местными названиями – пади, падины, поды, лиманы. В отличие от так называемых «степных блюдец», крупные западины имеют на порядок большие размеры: протяженность – от первых километров до более двух десятков километров; глубину – от первых метров до двадцати метров; площадь – от одного до двухсот квадратных километров.

«Происхождение таких западин – вопрос дискуссионный, – говорит руководитель проекта, сотрудник лаборатории палеоархивов природной среды Института географии РАН Андрей Захаров. – За последние 80 лет предлагались различные механизмы их образования: просадочно-лёссовый, термокарстовый, эрозионно-суффозионный, лиманно-озерный, тектонический. Однако ни одна из этих гипотез не имеет на сегодняшний день как достаточного фактологического обоснования, так и аргуметированного опровержения. Сложившаяся неопределенность, очевидно, связана со слабой изученностью геолого-геоморфологического строения западин. Причем вопросы их морфологии освещены в литературе даже хуже, чем особенности геологического строения», – подчеркивает ученый.

Помимо происхождения нерешенной также остается проблема развития западин в будущем: имеют ли эти формы тенденцию к росту или же являются стабильными? Значение прогноза развития западинного рельефа обусловлено потенциальной угрозой снижения качества сельскохозяйственных земель в случае роста их площади. Это связано с тем, что в пределах днищ западин отмечается избыточное увлажнение и формирование уплотненных и плохо дренируемых слитых почв.

Плановая форма исследуемых западин преимущественно вытянутая – каплевидная, яйцевидная, овальная, треугольная. Для западин характерны плавные борта без четких бровок и тыловых швов. Плановые размеры западин на порядки превосходят их глубину, из-за чего их бывает трудно распознать на местности. По словам Андрея Захарова, стоя в центре западины, не всегда можно сразу понять, что ты находишься внутри замкнутой депрессии рельефа. Западины распределены не равномерно по территории, а сгруппированы в ареалы, внутри которых наблюдается своя специфика их форм и размеров. Ученые выделили 7 ареалов распространения крупных западин, в которых в общей сложности зафиксировано 312 таких форм. «Морфометрические данные позволили нам установить высокую согласованность ориентировки длинных осей западин во всех ареалах, – говорит Андрей Захаров. – Вместе с тем, было выявлено изменение главного азимута ориентировки западин от ареала к ареалу: они как бы разворачиваются в виде веера – в западных ареалах своим «острым» концом смотрят на север-северо-запад, в центральных – на север, в восточных – на север-северо-восток. У целого ряда западин выражена асимметрия поперечного профиля: восточный склон крутой, западный – более пологий, осложненный грядовым рельефом.​ Такие особенности могут указывать на их дефляционную природу – т.е. образование в результате ветрового выдувания рыхлого материала с поверхности, – подчеркивает ученый. – Кроме того, нами был проведен сравнительный анализ западин с дефляционными котловинами из разных регионов мира: «playas» Великих равнин США, крупными овальными депрессиями Манчжурии, дефляционными котловинами Забайкалья. Результаты сравнения показали высокое сходство формы наших западин с дефляционными котловинами, развитыми на лëссовом и песчаном субстрате», – уточняет Андрей Захаров.

В рамках проекта РНФ «Геолого-геоморфологические индикаторы изменения атмосферной циркуляции в Азово-Предкавказском регионе за последние 150 тысяч лет» (http://igras.ru/2117) коллективом ученых, в который также вошли Евгений Константинов, Евгения Селезнева и Ксения Филиппова, было выявлено, что все ареалы западин расположены в условиях низкого по абсолютной высоте рельефа со слаборазвитой эрозионной сетью. «Западины перехватывают большую часть поверхностного стока, практически лишая речные системы возможности развиваться, – комментирует ситуацию Ксения Филиппова, сотрудница лаборатории палеоархивов природной среды Института географии РАН. – Малые эрозионные формы (балки и ложбины) имеют, как правило, радиально-центростремительный рисунок, привязанный к западинам. Западины, таким образом, однозначно являются древнее балочно-ложбинных систем, которые в них впадают. Возраст малых эрозионных форм по геологическим данным оценивается в 130-150 тыс. лет. Следовательно, западины – это формы реликтовые, сформировавшиеся в конце среднего плейстоцена. Угрозы деградации земель в результате роста западин в ближайшей перспективе не существует», – говорит специалист.

Руководитель лаборатории палеорхивов природной среды Института географии РАН Евгений Константинов подчеркивает огромное значение ветра как рельефообразующего агента в семиаридных регионах: «Полученные результаты представляют большую ценность для палеогеографов. Они как минимум заставляют задуматься над силой и геологической ролью ветра, способного преобразовывать рельеф на огромных пространствах. Территории, где сегодня подобные процессы не протекают или замедленны, в прошлом, десятки тысяч лет назад, были ареной развития интенсивных эоловых процессов. Это привело, с одной стороны, к накоплению мощных толщ лëссов – по сути, эоловой пыли. С другой стороны, в условиях, когда поверхность была высушена и лишена плотного растительного покрова, а сила ветра превышала критический порог, могли формироваться и такие необычные формы рельефа как крупные западины. Но окончательные выводы о причинах формирования западин, их локализации и возрасте можно будет сделать только после обработки всех геологических материалов, собранных нашей командой», – подытоживает Евгений Константинов.

[Материалы для публикации предоставлены пресс-службой Института географии РАН]