Реки — разрушители и созидатели

Борсук О. А.

Реки — главные разрушители континентов. От 60 до 90% (по разным оценкам) снесенного с суши в океан материала поставляется реками. Если бы не постоянные поднятия земной коры, все выступающие над уровнем моря ее участки были бы размыты водой за весьма короткий (в геологическом масштабе) срок. И тогда на всем пространстве планеты плескался бы единый безбрежный океан.

Для суши вода — сильнейший разрушитель той части земной коры, которая возвышается над уровнем моря. Вспомним, что она поднимается над водой только благодаря активности внутренних сил Земли. Континенты и острова — порождение эндогенных процессов, и поэтому не случайно именно на сушу направлена основная мощь противостоящей «армии» экзогенных внешних процессов, которые используют энергию атмосферы и гидросферы. Главной их «ударной силой» выступает текучая вода.

Какую же работу производят на суше водные потоки?

Повинуясь силе тяжести, вода собирается в понижениях и устремляется обратно к морю. По пути она отчасти растворяет горные породы, но главное — вода прихватывает с собой нерастворимые минеральные частицы. Часть захваченного материала текучая вода оставляет по пути, остальное выносит в море. Подсчитано, что все реки таким образом за год размывают сушу примерно на 20 млрд т. Вместе с водой реки несут в моря и океаны растворенные вещества. На литр воды в среднем их приходится около 100 мг, но в различных природных условиях эта величина меняется в весьма широких пределах.

В зависимости от силы течения, реки играют то разрушительную роль, измельчая и унося горные породы, то созидательную, когда отлагают этот материал в виде речных наносов (аллювий). Твердые частицы вещества, наносы, могут перемещаться во взвешенном состоянии (взвешенные наносы) и перекатываться вдоль дна (донные, или влекомые, наносы). Влекомые наносы либо перекатываются по дну реки, либо ползут — волочатся, постепенно округляя и стачивая свой контур, а могут прыгать, как мячики. Такие прыжки называют сальтацией (от итальянского «сальто» — прыжок). Так как обыкновенно быстрота течения слабеет от верховьев к устью, то в этом направлении должны отлагаться сначала крупные валуны и галька, затем гравий или хрящ, наконец — тонкий песок и ил. Мелкие песчаные частицы, движущиеся в виде гряд по дну, оказываются более юркими, их перемещение за год может достигать сотен метров. Частицы размером несколько сантиметров менее проворны — скорость их движения вниз по реке составляет десятки метров в год. Но чемпионы по неповоротливости — валуны: крупные глыбы, смещаются на 1–2 м за год.

Количество несомого рекой материала прямо пропорционально быстроте течения и рыхлости горных пород, слагающих речное ложе. Из числа равнинных рек европейской части России больше всего выносит материалов Волга — суммарный годовой сток взвешенных наносов ее составляет 25, 5 млн т. Для сравнения: Дон — 6, 4 млн т, Ока — 3 млн т. Реки-гиганты Сибири — Обь и Енисей — выносят — 217 млн т в год, что является рекордным для всех рек России. Из кавказских рек наиболее насыщен наносами Терек. Интересно, что река Амур, имеющая площадь водосбора в 1855 тыс. км2 и Терек, чей бассейн занимает площадь в 43 тыс. км2, в низовьях имеют сток наносов приблизительно равный. Но Терек в отдельные, многоводные годы превышает его почти вдвое. Напомним, длина Амура от истока (р. Аргунь) — 4440 км, Терека — 623 км. Но одна река равнинная, вторая на большей части своего течения — горная, да и размываемые породы более податливы к эрозии на Тереке.

Работа реки по перемещению наносов от истока к устью, а также вынос вещества в моря и океаны зависит от количества осадков и особенностей их выпадения. Основная часть работы рек совершается при высоких уровнях воды — в периоды половодий, вызываемых таянием снега на водосборах или в результате обильных дождей, дающих паводки, т.е. значительный подъем воды и затопление наиболее низких участков дна долины — речных пойм.

На реках России в переносе обломочных частиц водой принимает участие и ледовый «транспортер». Зимой на северных реках промерзает на мелководьях не только вода, но и речные наносы. Вмерзнув в лед, эти обломки весной начинают путешествие вместе со льдинами. Камни-путешественники, некоторые из них достигают 5 м в длину, 3 м в ширину и 2 м в высоту, чаще всего встречаются на реках Восточной Сибири, их называют камни-одинцы, попав при таянии льдин в русло, могут существенно затруднять судоходство. Ледовый «транспортер» может переносить обломки до 300 км, что легко проследить при смене горных пород, слагающих борта долины. Например, гранитные валуны, которые встречаются только в верховьях, могут попасть в среднее течение, не меняя своей формы, т.е. не оглаживаясь водным потоком. Такое возможно только при транспортировке льдом.

Массовое перемещение по дну обломочных частиц (влекомые наносы) образуют на дне реки разнообразные по размерам гряды — от небольших длиной и высотой в несколько сантиметров, до огромных — длиной несколько километров и высотой до 20 м, которые часто встречаются на крупных реках с песчаными руслами. При слабом течении отложение идет, в значительной степени, в самой речной долине, при сильном — в устье и дальше. В первом случае происходит постепенное поднятие речного ложа, так что часто дно боковых частей долины значительно ниже меженного уровня самой реки.

Речной поток, размывая берега и откладывая наносы, изменяет русло реки, что влияет и на направление потока. Так поток и русло находятся в постоянном взаимодействии. Река иногда образует крутые повороты и очень часто плавные излучины, а на дне промывает ямы, над которыми кружат водовороты, порой опасные для купающихся.

Как правило, у всех рек, текущих в Северном полушарии, левые берега отлогие, они образованы наносами, а правые — обрывистые. Причина этого — отклоняющая сила вращения Земли. Под ее влиянием всякое свободно движущееся тело отклоняется от направления своего движения в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево. В Южном полушарии у рек крутыми и подмытыми обычно бывают левые берега. Размыв берегов и отложение наносов особенно энергично развиваются во время половодья, когда повышается уровень реки и ускоряется ее течение. От истоков к устью размеры долин, как правило, увеличиваются, поток становится все более полноводным. При этом масштабы эрозии зависят от уклона русла: возрастание его приводит к эрозии, а уменьшение — к накоплению наносов. Именно поэтому в межгорных впадинах и предгорных прогибах создаются обширные ловушки — накопители наносов: здесь уклон поверхности резко уменьшается. Выходя из гор на равнины, реки обычно становятся спокойнее, уменьшается турбулентность потока, падает скорость течения. Таковыми являются почти все реки Сибири и Алтая.

На участках поднятий земной коры река более интенсивно врезается, отмечая свою работу уровнями террас — свидетельств врезания. Зная возраст террас, можно определить скорость врезания. На горных реках она может достигать нескольких сантиметров в год, на крупных равнинных реках она составляет 0, 5–2 мм в год.

Русла равнинных рек могут блуждать по речной долине, создавая причудливые петли — меандры. Такое название им дали греки, пораженные «вертлявостью» реки Меандр в Малой Азии. Сам процесс перемещения русла по долине носит название — меандрирование. При меандрировании один берег реки размывается, а другой — наращивается. На Средней и Нижней Волге эта закономерность видна очень отчетливо. Тысячелетиями река медленно смещалась с востока на запад, оставляя на пути ступени речных террас. Красота крутояров создана «подгрызающей» силой мощного потока. Если русло реки насыщено наносами, то в нем появляются струи течений. Границы их отбиваются мелями и цепочками островов; русло разбивается на рукава. Для крупных рек, таких как Лена или Обь, это — норма. Петли меандр осложняет многорукавное русло, при этом общая ширина подобного русла может достигать десятков километров. Но самая извилистая река — это, пожалуй, река Пьяна, протекающая по юго-востоку Нижегородской области. Исток реки отделен от ее устья всего на три десятка километров. А между тем, длина Пьяны составляет 436 км. По всему своему течению она делает массу поворотов, изгибов, петель, колен, направляясь то вперед, то назад, и, наконец, описав большой круг, вливается в реку Суру, совсем недалеко от своего же истока. За все это и дал ей народ столь меткое имя.

Реки получают наносы не только и не столько за счет размывов своих берегов, но, прежде всего, за счет смыва грунта на водосборах, особенно распаханных человеком в лесной, лесостепной и степной зонах, а это не менее 20% территории. В результате распашки появились обширные участки обнаженной земли, что существенно увеличило смыв грунта по сравнению с естественной эрозией в ненарушенных человеком природных ландшафтах.

При встрече с морями и океанами большинство рек формируют дельты: у впадении реки в море течение ослабевает, вода сбрасывает груз наносов, ставший для нее непосильным, из откладывающихся наносов река намывает илистые и песчаные острова, среди которых основной поток дробится на многочисленные рукава. Размеры дельт сильно варьируют от сотен до десятков тысяч км2, т.е. по площади могут превосходить многие европейские государства. Ежегодно Лена выносит 15 млн т твердых наносов и образует при впадении в море Лаптевых дельту, самую большую в России и СНГ: ее площадь превышает 32 тыс. км2.

В современных условиях, когда сток наносов многих рек уменьшился из-за сооружения водохранилищ, а уровень Мирового океана повышается, выдвижение дельт в моря замедляется или даже начинается их деградация. Эти процессы наносят существенный ущерб уникальному природному комплексу дельт и требуют разработки мер по его защите.