Сторінка
5

Геофізика ландшафтів

Таким чином ми в загальних рисах завершили розгляд фізичних аспектів впливу ендогенних факторів на процес еолової акумуляції, при цьому були взяті під увагу усі відомі на сьогодні емпіричні закономірності і які запропонована модель в значній мірі пояснює. Наступне питання, це - питання практичного її використання. Як витікає з аналізу факторів задіяних в цьому процесі, отримані знання ми можемо використати: 1. При вивченні динаміки і еволюції ЕЕАЛ; 2. При реконструкції історії розвитку ландшафтів; 3. При картографуванні ПГО і пошуках підземних вод. Доведення впливу електростатичних сил на еолову акумуляції в істоті є доказом існування функціональних зв’язків між ПГО і ландшафтоутворюючими процесами. Це дає підстави стверджувати, що в природі реально існують функціональні геолого-ландшафтні системи "ПГО - ландшафтоутворюючий процес еолової акумуляції - літогенна основа ЕЕАЛ - ЕЕАЛ"

Таблиця 2 Зміна кінетичної енергії в прошарках вітропіщаного потоку

Е (в/м)			D W (%)
	0-1 см	1-2 см	2-3 см	3-4 см	4-5 см
100	0.20	0.40	0.35	0.40	0.05
200	1.00	0.65	0.60	0.50	0.50
500	5.60	4.65	3.75	3.10	2.50
700	7.75	6.55	5.80	5.25	4.85

Виходячи з характеру впливу геолого-тектонічних чинників на формування лінз підземних вод ми можемо виділити три модифікації системи: 1 - "тектонічні порушення - . - лінійно-пасмові акумулятивні еолові форми рельєфу (АЕФР)"; 2 - "синклінальні пониження водотривкого горизонту - . - ізометричні АЕФР"; 3 - "ерозійні пониження водотривкого горизонту - . - ізометричні АЕФР". Як виникає з аналізу умов формування та функціонування елементів інваріантної системи (еолові процеси, динаміка підземних вод) їх розвиток визначається незалежними по відношенню до неї чинниками. Наприклад, періодичністю днів з силою вітру, яка необхідна для переміщення піщаного матеріалу, вологістю поверхні, швидкістю потоку підземних вод і т.п. Враховуючи роль, яку ці чинники відіграють в функціонуванні системі в цілому, ми можемо розглядати їх як керуючі входи в складі системи, через які здійснюється її зв’язок з ландшафтною сферою. Зазначимо: "вхід-1" - "еолові процеси"; "вхід-2" - "підземні води"; "вихід" - АЕФР і ЕЕАЛ. Тепер, подаючи різні сигнали на входи системи, спробуємо визначити її реакцію на виході, тобто встановити особливості динаміки і еволюції ЕЕАЛ. В формалізованому вигляді форма сигналів може бути представлена як "ТАК" і "НІ". Перше забезпечує нормальне функціонування системи, друге припинення її діяльності. З аналізу ролі ендогенних чинників в розвитку систем даного типу виникає, що для всіх її модифікацій буде характерна одна і таж сама реакція на зміну знаків на "вході-1". Надходження сигналу "ТАК" визначається наявністю на земній поверхні сипучого піщаного матеріалу і швидкостями вітру, вищими від критичної швидкості відриву піщинок. Відповідний стан поверхні залежить від ряду кліматичних і метеорологічних факторів, таких як вологість поверхні, промерзання, наявність рослинності. Циклічність цих явищ призводить і до циклічності функціонування систем, пов’язаної перш за все з порами року, циклічності надходження позитивно сигналу на "вхід-1" і до циклічності еолоутворення. Наслідком цього є прошаркувата структура еолових відкладів і наявність викопних грунтів. Перше обумовлене річними циклами, друге з віковими кліматичними осциляціями. Головною особливістю реакції геосистеми на зміну знаків сигналу на "вході-1" є відновлювальність її діяльності, тобто ці зміни відображають динаміку її розвитку. В зв’язку з наявністю в розрізах АЕФР викопних грунтів, цікаво розглянути питання їх рухомості. Відповідно до уявлень, започаткованих, ймовірно, Н.А.Соколовим /16/, викопні грунти фіксують стадії руху АЕФР по поверхні землі. Але якщо задатися питанням - яким чином вони могли рухатися як цілісні форми? То відповіді на нього ми не знайдемо. Таким чином, виходячи з вищесказаного, наявність викопних грунтів слід вважати не показником стадій руху АЕФР, а показником стадій еолової акумуляції. Аналіз зміни знаків сигналу на "вході-2" для різних модифікацій системи дає наступні результати. В системі, початковим елементом, котрої є тектонічні порушення, зміна знаків сигналу обумовлена зміною динамічного стану земної кори - розтяжіння на стиснення. В залежності від співвідношення швидкостей вітрової ерозії і грунтоутворення (гумідні та аридні зони) можливі два варіанти еволюції системи - при вищій швидкості ерозії починається руйнування АЕФР і їх трансформація в рухомі форми - бархани, вища ж швидкість грунтоутворення веде до утворення прошарку грунту. Після поновлення надходження позитивного сигналу на "вхід-2" утворений грунтовий покрив буде похований під новими еоловими відкладами. В силу специфіки розвитку геологічних структур, що визначають формування систем, у випадку коли їх початковими елементами є синклінальні і ерозійні обниження, на їх вхід завжди надходитиме тільки сигнал "ТАК". Обумовлено це відсутністю видимих причин розформування цих структур і пов’язаних з ними лінз підземних вод. Після розгляду принципів функціонування деяких типів геосистем, виглядає доцільним звернутися до такого складного питання ландшафтознавства, як визначення нижньої границі ПТК. Які ж геофізичні критерії повинні буди закладені в основу його вирішення? На нашу думку, головним критерієм визначення нижньої границі ПТК мусить бути наявність сталих фізичних зв’язків. Межа їх зникнення є також і межею розповсюдження геосистеми. До цього часу ми геосистеми, які пов’язані функціональними зв’язками з геологічними об’єктами, глибина залягання яких, як правило, не перевищує декілька десятків метрів. У всіх випадках це були підземні води, а також геологічні структури, які визначають їх динаміку. Якщо при цьому ще згадати про те, що карстоутворення і просідання земної поверхні теж пов’язане з цими ж чинниками, то неодмінно виникає питання, а чи не слід взагалі віднести нижню границю ПТК з границею зони активного водообміну? В більшості випадків таке вирішення, напевно, було б слушним. Але, є велика група фактів, які свідчать, що функціональні зв’язки можуть пов’язувати ландшафтоутворюючі процеси не тільки з приповерхневими ПГО, а й таким, що глибина залягання яких досягає декількох кілометрів. У випадку з ЕЕАЛ поза увагою зостався зв’язок ареалів їх розповсюдження з нафтогазоносними структурами. Наскільки він є закономірним? На рис.2.6. був показаний зв’язок ареалів ЕЕАЛ з Річицьким родовищем у Бєларусі. Практично аналогічну ситуацію ми можемо побачити і на рис. 2.8., де такий зв’язок встановлено в межах газового родовища Стенжиця (Польща). Ті ж самі співвідношення існують і на інших родовища Бєларусі. Для вирішення цієї проблеми звернемося до фактичного матеріалу, який був накопичений під час використання ландшафтно-індикативних методів в нафтогазопошуковій геології, і узагальнення яких, на нашу думку, має велике теоретичне і практичне значення для ландшафтознавства. Найбільш важливим методичним результатом ландшафтно-індикативних досліджень у цій галузі було встановлення того факту, що в основі механізму впливу нафтогазоносних структур на формування ландшафтів є їх неотектонічна активність / 6/. Довгий час неотектонічна активність локальних структур розглядалася як фактор, що визначає формування у них покладів нафти та газу. Теоретичне ж моделювання показує, що як раз доплив вуглеводній у структури спричиняє їх неотектонічну активність / 12/. Припустимо, що в осадовій товщі в наслідок дії якихось процесів утворилася ембріональна складка, яка на початковому етапі розвитку заповнена водою. У цей час у її межах діє наступна група геостатичних та гідростатичних сил (рис.2.9.): РВ - вага осадових верств, які знаходяться вище перекриття; Рс- сила пружності структури, виникла в результаті дії ваги верхніх горизонтів; Рg - гідростатичний тиск, що дії зверху на перекриття; Рz - гідростатичний тиск у структурі. Умовою стабільності структури є рівняння РВ+Рс=Рg+Рz. Порушення ж цієї рівноваги призводить до опускання, або підйому структури /8/.Розглянемо які можуть бути причини порушення встановленої рівноваги. Теоретично це можне бути: 1) зміна питомої ваги води у структурі за рахунок зміни ступеня мінералізації; 2) заміщення води нафтою або газом, питома вага яких значно менша; 3) зняття статичного навантаження на структуру в результаті ерозії земної поверхні. Перші два чинники мають одну й ту ж саму фізичну основу. Зміна питомої ваги води, що виповнює структуру або її заміна більш легкими нафтою або газом призводить до виникнення додаткового тиску, величина котрого визначається за формулою