Речные долины

Определение "Речные долины" в словаре Брокгауза и Ефрона

Речные долины
Речные долины
— Атмосферная вода, стекающая по поверхности суши, производит на ней борозды размывания (см.). В зависимости от уклона местности, свойств почвы, массы воды борозды эти достигают порою гигантских размеров, типичным примером чего являются так назыв. барранкосы, т. е. громадные борозды размывания, идущие от вершины вулканических конусов к их подножию и особенно типично развитые у вулканов о-ва Явы. В пустынях, где дожди, хотя и редкие, достигают часто размеров громадных ливней, борозды размывания в сухое время года напоминают своей величиною покинутое высохшею рекою ложе: возможно, что многие указания на старое русло р. Амударьи в Закаспийской пустыне относятся к подобным следам размывания в пустынях. Борозда размывания в своей чистой форме постепенно расширяется от верхних частей к нижним и в поперечном сечении представляется равнобедренны м треугольником с вершиной, обращенной вниз, или имеет форму латинского V. Такая борозда размывания является прототипом речной долины. Однако целый ряд различных условий оказывает обыкновенно такое сильное влияние на первичную форму Р. долин, что выяснить их образование в большинстве случаев, особенно у крупных рек, представляется очень сложной задачей. V-образная форма речных долин наблюдается обыкновенно только в верхнем течении горных рек, где размывание настолько интенсивно, что влияние других агентов на форму Р. долин почти незаметно. Однако вид Р. долины потерпит значительные изменения, если она будет заполнена ледником; последний расширит узкую нижнюю часть V-образной Р. долины, не углубив ее значительно, т. е. придаст ей в поперечном разрезе форму латинского U. Во многих местностях, покрытых некогда громадными ледниками, можно наблюдать обе формы Р. долин и даже в одной и той же долине верхняя ее часть может иметь U-образную форму, сменяющуюся несколько ниже V-образной. Это показывает, что долина была выполнена в верхней своей части ледником, который и изменил здесь ее форму. На известной высоте ледник таял, и отсюда вниз долина сохранила первоначальную V-образную форму, усиленную еще размывающим действием воды от тающего глетчера. Но и без помощи глетчера V-образная Р. долина скоро начинает расширяться. В горных странах выветривание идет особенно сильно на той стороне долины, которая богаче количеством жидких и твердых атмосферных осадков, более подвержена действию холодных ветров и т. п. Обломки горных пород заваливают реку сильнее с одного берега, отчего она "отступает" к другому, усиленно его подмывая и расширяя долину. В более низких местностях выветривание не может иметь уже такого значения в деле расширения долины, во-первых, потому, что при значительной уже ширине Р. долины его влияние стушевывается, а во-вторых, и интенсивность его здесь не так велика. Расширение Р. долин стоит здесь в связи с вращением земли вокруг своей оси. Тело, находящееся на поверхности земли на экваторе, движется (благодаря ее вращению) со значительно большей скоростью, чем под более высокими широтами. Поэтому частицы воды, текущие от экватора к северу, будут отклоняться к востоку. Если течение реки обратно — частицы воды отклоняются к западу. В обоих случаях подмывается правый берег. Очевидно, в южном полушарии будет, наоборот, подмываться левый берег. Это объяснение было дано Бэром для долины Волги и носит название Бэровского закона, хотя справедливее было бы назвать его законом Словцова, высказавшего его (по отношению к р. Енисею) за 13 лет ранее Бэра в такой форме: "правый берег всегда возвышен, как у всех сибирских рек, текущих по направлению меридианов: и это условие давно разумели мы, как последствие суточного круговращения земного шара" ("Ист. обозрение Сибири", 1843, II, стр. 196). Если а — скорость вращения земли, b — собственная скорость течения частиц воды, w — географическая широта, то линейное уклонение Х = a∙b∙Sinw, а угловое Y = aSinw. Отступая, река не перестает углублять свое ложе, так что дно Р. долин в поперечном направлении всегда наклонено в одну сторону. Величина этого наклона стоит в прямой зависимости от величины падения реки. Этим путем могут образоваться долины шириною в десятки верст, как у многих рек России — напр. Волга, Енисей и др. Весною река занимает нередко всю их ширину, осаждая массы мелкого ила. Летом река собирает свои воды в немногочисленные каналы, идущие между низкими наносными, "аллювиальными" островами. Направление течения крайне неправильно. Река наносит новые мели там, где раньше были большие глубины, уничтожает старые, меняет свое русло, образуя старицы и озера. Таков тип большинства Р. долин больших рек России. Первичные берега начальной борозды размывания здесь отодвинуты друг от друга на много верст. Дно долины почти ровное, и сама река занимает только ничтожную часть долины. Такая широкая долина может образоваться только тогда, когда боковое размывание реки несравненно сильнее ее вертикального, т. е. когда высота ее падения очень невелика, что является характерным свойством рек равнинных. Количество осадков, отлагаемых здесь рекою, несравненно более ею вымываемых. Поэтому эту часть Р. долин называют нередко областью отложения, противопоставляя ее области размывания. В горах отношения между обеими слагающими размывания обратны, и форма Р. долин ясно указывает на это. Текущая вода, размывая свое ложе вглубь и в ширину, размывает его, конечно, и у самого начала борозды размывания. Начало это поэтому не остается на одном и том же месте, а передвигается медленно, но постоянно все в более и более высокие местности. Если выше лежит озеро, то борозда размывания может, наконец, подойти под него, подкопаться и спустить его воды. Озеро как таковое существовать перестанет, и его ложе делается частью речной долины. Процесс этот, подчиненного и частного значения в местностях горных, весьма важен для равнин, изобиловавших некогда массою озер, обыкновенно в этих условиях весьма неглубоких. Для большинства рек Европейской России можно констатировать их прохождение через ряд озерных бассейнов, играющих, таким образом, видную роль в выработке их широких долин. В других случаях верховье одной реки может подойти к долине другой и прорвать водораздел. Бассейны обеих рек соединятся, и одна из них может превратиться в приток другой. Сильное влияние на образование и форму Р. долины оказывают неровности местности, или ее орография, ее геологическое строение — тектоника и неоднородность строения — петрографический состав.

Влияние орфографии. Первый взгляд на хорошую карту горной страны показывает, что Р. долины, находящиеся в ней, распадаются на две главные группы. Часть долин идет параллельно направлению горных кряжей — лежит между ними; это будут продольным Р. долины. Другие долины, наоборот, прорезают кряж поперек, отчего и получили название поперечных Р. долин. Среди последних можно еще отличить диагональные Р. долины, также пересекающие кряж, но под острым (изр. тупым) углом. Долины различных типов очень часто имеются у одной и той же реки в различных местах ее течения — замечание, имеющее силу также и для различных способов образования Р. долин. Прекрасный пример тех и других долин представляет Кавказ в своей наиболее доступной части. Военно-Грузинская дорога, соединяющая Тифлис с Владикавказом, идет от последнего города по берегу Терека, имеющего в этом месте типичную поперечную долину, часть которой составляет знаменитое Дарьяльское ущелье. Справа и слева в Терек впадают мелкие притоки (местное название "балки"), текущие в обширных продольных долинах. Большинство крупных рек западного склона Южного Урала начинается в продольных долинах. Реки в верхнем течении очень быстры (падение — до 6 метров на версту) и богаты незначительными притоками. В среднем течении река меняет свое направление и прорезывает поперек один из кряжей Урала. Долина делается здесь настоящим ущельем с отвесными стенами вышиною до ста и более метров. Наконец, в нижнем течении реки отличаются спокойным течением, шириною аллювиальной долины, богатой старицами и озерами, приближаясь таким образом к равнинным рекам. Образование продольной долины не представляет затруднений для объяснения. Иначе стоит дело с поперечными долинами. Иногда река прорезает ряд кряжей вместо того, чтобы направиться по более удобной дороге между ними. В других случаях истоки реки лежат на много меньшей высоте, чем вышина прорезанного ею кряжа. Высочайший хребет земного шара Гималаи прорезан реками Индом и Брахмапутрою. Выяснить образование поперечной долины в подобных случаях — очень трудная задача. В некоторых, скорее исключительных, случаях можно допустить, что воды, стекающие по продольной долине, не нашли в ней истока и образовали озеро. Уровень его постоянно повышается и, наконец, находит исток в наиболее низком месте берега. В других случаях, именно когда истоки реки берут начало на вершинах геологически более древних, чем прорезанные рекою кряжи, приходится допустить, что река древнее этих кряжей и ее долина благодаря неустанному размыванию постепенно врезалась в медленно поднимающийся горный кряж или ряд их. Высота кряжа при этой гипотезе безразлична; необходимо только допустить, что размывание рекою идет быстрее, чем поднятие. Река врезается в поднимающийся хребет, подобно пиле, движущейся на одном месте, к которой постепенно подвигают кусок дерева. Есть случаи, когда, наоборот, истоки реки геологически много моложе прорезанных ею в нижнем течении возвышенностей, как это известно, напр., для Рейна или Дуная. Только что изложенная гипотеза тут неприменима, а объяснение получают, исходя из указанного уже выше явления постепенного отступания вверх истоков реки. Это медленное, но безостановочное движение приводит к тому, что река, стекающая с какого-нибудь хребта, постепенно все более и более врезается в него своей вершиной и может даже наконец его перервать. При этом способе образования поперечной Р. долины ее низовья будут старше, чем верховья. В некоторых случаях происхождение Р. долины, прорезавшей кряж или массив, превышающий ее истоки, может быть объяснено и не прибегая к изложенным гипотезам. Горная страна может быть прикрыта морем, прибой которого непрестанно размывает ее наиболее возвышенные части и, нивелируя ее таким образом, превращает в так наз. поверхность абразии. Когда эта местность сделается снова сушей, материковые воды, направляясь к морю, размоют на ней долины, направление которых в общем не будет зависеть от орографии бывшей горной страны. Река пророет себе ложе через ряд самых разнообразных пород. Продолжительное выветривание удалит наилегче разрушаемые и разрушенные породы, оставив главным образом породы более стойкие. В результате может случиться, что Р. долина пройдет кряж, лежащий более высоко, чем истоки реки.

Влияние тектоники. Ход образования Р. долины изменяется, если река действует на слоистые породы различного рода, слои которых лежат горизонтально. Текущая вода врежется более или менее скоро в толщу слоев, и размывание пойдет все далее вглубь, при чем, конечно, будут размываться и берега долины. Но так как различные слои относятся к размыванию различно, то может случиться, что, напр., слой глины будет вымыт из-под налегающей на него толщи известняка и последняя, лишенная опоры, будет обваливаться, оставляя отвесные стены. Склоны долины будут в этом случае состоять из ряда ступенчатых обрывов, соединенных между собою более пологими откосами. Если размывание в вертикальном направлении идет особенно интенсивно, как это наблюдается на плоскогорье, поднимающемся от низменности террасами (см.), где стекающие воды образуют ряд водопадов, — Р. долина получает вид глубокого ущелья, классическим примером чего являются так наз. каньоны (см.) р. Колорадо. Присутствие водопадов не является, однако, необходимым условием образования каньонов, и каньонообразные Р. долины могут образоваться и при относительно спокойном размывании. В России этот род Р. долин известен в типичной форме в Закаспийских степях. Характер Р. долины изменяется, если она идет через ряд слоев, поставленных на головы; прорезая их вкрест простиранию. В более твердых и сильнее противостоящих размыванию породах Р. долина при прочих равных условиях будет уже, чем в породах мягких, где всякое боковое отступание потока встретит меньшее сопротивление и где течение реки будет более извилисто и менее быстро. Если слои прорезаются в диагональном направлении, то поток в силу опять-таки бокового отступания, вступая из твердого слоя в мягкий, течет некоторое расстояние по его простиранию. Получается зигзагообразная Р. долина.

Из этих примеров видно, насколько сложно может пойти размывание в каждом отдельном случае, особенно если принять во внимание всевозможное разнообразие наклона пластов и различия их по отношению к размыванию. Если река идет не через отдельные слои, а через сложную систему складок, то продольные Р. долины направятся параллельно их оси, при чем, однако, так называемые синклинальные долины, т. е. идущие по дну синклинали, представляют чрезвычайно редкое явление, и несравненно чаще антиклинальные долины, т. е. размывшие свод антиклинальной складки. Это явление объясняется тем, что при образовании складчатых гор вершины антиклиналей наиболее разрыхлены под влиянием динамометаморфизма, а в синклиналях породы уплотнены давлением, так что труднее поддаются размыванию. Этот факт ясно указывает, какую господствующую роль играет в деле образования Р. долины размывание. Продольные долины часто также идут по границе двух слоев или на склоне антиклинали, получая различные названия. Гораздо большее влияние, однако, оказывает на Р. долины не складчатость, а вертикальные и горизонтальные перемещения участков земной коры по трещинам, в ней образующимся. Нередко река, вместо того чтобы следовать удобному пути в породах, легко поддающихся размыванию, прокладывает себе ложе в самых твердых массивных породах. Только присутствие трещин в последних может объяснить это явление. Неожиданные изгибы рек обязаны, вероятно, во многих случаях тому же самому явлению. Зависимость направления рек от господствующих направлений трещин указано для некоторых местностей Франции, Кавказа, для реки Томи (приток Оби) и др. Сдвигам и сбросам справедливо приписывается громадное влияние на направление размыва. Ряд последовательных сбросов на плоскогорье всегда вызовет к жизни существование водопадов, механическая работа которых огромна (см. выше). Если река течет по направлению к местности, ограниченной сбросами, то, встречая на своем пути оставшуюся стену, река отклонится от прежнего направления и потечет по простиранию сброса. Долина получит в этом случае своеобразный вид. Можно предполагать с некоторой вероятностью, что Волга в своем нижнем течении следует (или следовала) направлению такой тектонической линии. Многие Р. долины приурочены к так называемым грабенам, или участкам земной коры, опустившимся по линиям сбросов. Классическим примером является долина Иордана и Мертвого моря, занимающая грабен, с обеих сторон ограниченный сбросовыми линиями. Такие Р. долины, как и вообще грабены, характеризуются проявлением или следами вулканической деятельности.

Влияние петрографического строения. Сопротивление, которое различные горные породы оказывают размыванию, ясно отражается на форме Р. долин, что уже наблюдалось при ее образовании среди слоистых пород (см. выше). При встрече с трудноразмываемыми породами долина реки суживается, иногда переходя в ущелье, ограниченное нередко так называемыми "щеками" — отвесными выдающимися в реку скалами. Течение делается быстрее, образуются водопады и пороги. Послание особенно часты в тех случаях, когда более твердые, чаще изверженные породы прорезают легко размываемые осадочные. Примерами могут служить Дунай с своими Железными воротами, Днепр и его пороги, Енисей и его приток Ангара с многочисленными порогами и мн. др. Горные реки особенно сильно доказывают значение этого влияния на характер Р. долин. Ни одна Р. долина не представляет единообразия в своем образовании, а есть результат совместного влияния разнообразнейших условий, причем на форму Р. долин в одном месте ее влияет главнейше тектоника, в другом боковое отступание, в третьем прохождение через озера и т. п. Остальные факторы отступают на задний план перед местным главным, но они никогда почти не отсутствуют, и с этим должен считаться исследователь. Систематика Р. долин в зависимости от условий их образования, формы etc. имеет обширную, хорошо выработанную терминологию специального характера. Ее изложение см. у Мушкетова, "Физическая геология" (т. I, главнейше, и II — общего значения), также: F. Richthofen, "F ührer für Forschungsr eisende" (В., 1886), Penck, "Morphologie der Erdoberfl ä che" (Штутг., 1894).

Литература. Rutimeyer, "Ueber Thal- und Seebildung" (Базель, 1874); Powel, "Exploration of the Colorado River" (Вашингтон, 1875); В. Докучаев, "Способы образования речных долин Европейской России" (СПб., 1878); E. Tietze, "Bemerkungen über die Bildung von Quer-Thä lern" ("Jahrbuch d. K. K.Geol. Reichsanstalt" (Вена, 1878 и 1882); F. L ö wl, "Ueber Thalbildung" (Прага, 1884); С. Никитин, "Современные образования в речных долинах и озерных котловинах" ("Труды Геол. комитета", т. I 2, СПб., 1884); И. Леваковский, "Воды России по отношению к ее населению" ("Тр. Общ. ест. при Харьк. унив.", т. XXIII, Харьк., 1890) и др.

И. Толмачев.