Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Морфотектоника алеутской островной дуги

ВАК РФ 25.00.25, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Морфотектоника алеутской островной дуги"

п

/

На правах рукописи

Булочникова Анна Сергеевна

МОРФОТЕКТОНИКА АЛЕУТСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ

25.00.25 — геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 о т ш

Москва 2013

005059100

005059100

Работа выполнена на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Научный руководитель СИМОНОВ Юрий Гаврилович

доктор географических наук, профессор кафедры геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ

Официальные оппоненты ЧИЧАГОВ Валерий Павлович

доктор географических наук, старший научный сотрудник Института географии РАН

ЧИСТОВ Сергей Владимирович

кандидат географических наук, старший научный сотрудник кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ

Ведущая организация Санкт-Петербургский

государственный университет

(г. Санкт-Петербург)

Защита состоится « 23 » мая 2013 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, гляциологии и криологии Земли, картографии (Д-501.001.61) в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д.1, МГУ, Географический факультет, 21 этаж, ауд. 2109.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова по адресу: Ломоносовский проспект, д.27, А8. Автореферат размещен на сайте географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (http://www.geogr.msu.ru/) и на сайте ВАК.

Автореферат разослан «17» апреля 2013 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) просим направлять по адресу: 119991, Москва, ГСП-1 Ленинские горы, д.1, МГУ, Географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д 501.001.61. E-mail: science@geogr.insu.ru. Факс: (495) 932-88-36.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Морфотектоника — быстро развивающееся направление геоморфологии, разработанное для выявления роли тектонических процессов в формировании рельефа территории. Актуальность морфотектонических исследований обусловлена необходимостью учета данных о тектонике при восстановлении истории развития любого региона. Реконструкция истории формирования рельефа - одна из главных задач геоморфологического исследования, но при ее решении традиционно внимание уделяется лишь экзогенной составляющей морфолитогснеза, реконструкции проводятся, в основном, на базе датирования коррелятных отложений. Но рельеф территории — результат взаимодействия экзогенных и эндогенных сил, причем экзогенные процессы часто лишь моделируют поверхность, а собственно ее формирование есть результат действия тектонических сил. Поэтому знание пространственно-временных закономерностей тектоники необходимо для реконструкции истории развития рельефа любой территории.

Одним из возможных способов получения этих данных является морфо-тектонический анализ. Разработка этой методики велась па примере небольшого по площади острова, однородного по морфологии. Для широкого использования предложенной процедуры следует проверить ее точность и достоверность на более обширной территории. В качестве такой территории выбрана Алеутская островная дуга (АОД), входящая в тихоокеанскую зону кайнозойской активности, новейший этап которой проявился в формировании огромного архипелага островов. Современный рельеф островов - результат дифференцированных тектонических движений, на фоне которых в плейстоцене происходили глобальные колебания климата и уровня океана. Все это делает использование морфотектонического анализа наиболее перспективным.

Степень разработанности темы исследования. Изучение роли тектонических процессов в формировании рельефа ведется давно. В геоморфологии разработаны и активно применяются методы, позволяющие на качественном

уровне прослеживать роль дифференцированных движений участков земной коры в преобразовании рельефа. Главной проблемой этих исследований является отсутствие временной привязки закономерностей. Получение параметров движений (скорость и возраст) является особо актуальным в связи с созданием «абсолютной» шкалы истории развития рельефа Земли. В работе впервые представлена методика, позволяющая решать эту проблему и переходить от описания и объяснения к ретроспективному прогнозу, базируясь на абсолютной шкале времени.

Цель работы - восстановить историю тектонической составляющей формирования и развития современного рельефа Алеутской островной дуги. Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Оценить состояние изученности Алеутской гряды с точки зрения проявления тектонических процессов в рельефе островов;

2. Оценить условия и факторы формирования рельефа гряды и выявить роль тектонических процессов;

3. Выявить закономерности тектонических процессов, определивших современный облик рельефа Алеутской гряды;

4. Восстановить историю тектонической составляющей развития рельефа Алеутской гряды на новейшем этапе.

Теоретическая и практическая значимость. Проблемы формирования островных дуг более полувека исследуются в рамках разных наук о Земле. Механизмы их формирования до сих пор остаются спорными, и новые данные о динамике и истории формирования рельефа гряды являются актуальными и с точки зрения региональных исследований. Собранный и изложенный в диссертации материал, а также структура исследования организованы для получения фундаментальных научных результатов. Территория Алеутских островов является пограничной зоной двух государств, и знания об устройстве, динамике и истории развития рельефа островов приобретут практическую значимость при

планировании освоения архипелага. Данные об истории развития рельефа гряды и темпах современных тектонических движений могут быть использованы при планировании и реализации проектов хозяйственного, рекреационного освоения территории архипелага, а также для оценки его природных ресурсов.

Научная новизна работы:

1. Морфотектоническими методами определены абсолютные скорости движения на новейшем этапе для 300 структур Алеутской дуги.

2. Рассчитана продолжительность, стадии и циклы новейшего тектонического этапа в пределах Алеутской дуги.

3. Определена продолжительность формирования и возраст 26 островов Алеутского архипелага.

4. Определены высотные уровни островной суши архипелага на разных этапах среднего и позднего плейстоцена.

Методология и методы исследования. Работа базируется на принципах современной методологии, где предметом изучения выбраны структура деятельности, ее логическая организация, методы и средства всех видов человеческой деятельности, в том числе и научных исследований (Новиков, Новиков, 2007). Предметом диссертационного исследования выбран современный рельеф надводной части АОД. Для достижения цели и решения поставленных задач работа организована так, что на первом этапе проведена оценка изученности АОД и островов архипелага. Обобщение собранных в результате библиографического поиска материалов позволило составить общее представление о характере предмета исследования и выявить основные условия и факторы формирования рельефа АОД. На базе полученных оценок сформирован путь собственного исследования, включающий 3 стадии: морфологический, морфост-руктурный и морфотектонический анализы. В работе каждому этапу соответствует отдельная глава. Главы организованы так, что перед представлением результатов решения конкретной задачи приводится описание метода исследова-

ния. Конкретные методики решения системы задач приведены в тексте диссертации. Синтез данных позволил восстановить историю развития тектонической составляющей формирования рельефа АОД.

Защищаемые положения:

1. Влияние тектонических процессов на формирование рельефа АОД изучено не достаточно.

2. Ведущую роль в формировании рельефа Алеутской гряды сыграли дифференцированные в пространстве и времени тектонические движения, а экзогенные процессы лишь моделировали поверхность островов.

3. Гряда сформировалась как итог серии тектонических этапов, различных по условиям напряженности. Современная постройка АОД образована на новейшем этапе тектонической активности, который начался в середине среднего плейстоцена (около 300 тыс. л.н.) и характеризовался мощными вертикальными движениями, со средней скоростью 3-7 мм/год.

4. В развитии гряды на новейшем этапе выделяется три стадии, отличные по характеру, скорости и интенсивности вертикальных движений. Особенности каждого тектонического этапа определили набор и формы проявления экзогенных процессов для каждого из островов архипелага.

Материалы, использованные в работе. Защищаемые положения опираются на собранный и систематизированный фактический материал, изложенный в тексте диссертации. Исследование основано на данных, полученных дистанционно (радарная съемка в формате БШМ, топографические и навигационные карты региона, геологические карты островов), а также на литературных данных.

Апробация и степень достоверности результатов. Достоверность определяется масштабом использованных карт, исследования выполнены по картографическим материалам масштаба 1:100 000. Определение возраста этапов

новейших тектонических движений в районе АОД и скоростей движения блоков земной коры проведено по специально разработанной методике. Другими исследователями эти данные были получены с применением стандартных палеогеографических методик. Расхождения дат, полученных в данном исследовании, с датами, известными для этого района, находятся в пределах ошибок, принятых в современных исследованиях.

Основные результаты работы доложены на Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2007, 2009), на Первой международной тектонофизической школе-семинаре (Москва, 2009), на Всероссийской конференция «Чтения памяти академика К.В. Симакова» (Магадан, 2009), на всероссийской молодежной конференции «Круг географии в 21 веке: взгляд молодого ученого» (Санкт-Петербург, 2010), в рамках Иркутского геоморфологического семинара «Чтения памяти НА. Флоренсова» (Иркутск, 2010), на 7 Международном совещании по процессам в зонах субдукции Японской, Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг «JKASP-2011» (Петропавловск-Камчатский, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликована 1 статья в журнале, рекомендуемом ВАК, а также 11 работ в прочих журналах, материалах конференций и тезисах докладов.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 157 стр. состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 196 наименований (из них 125 на английском языке) и приложений, содержит 74 рисунков и 4 таблицы.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю профессору, д.г.н. Ю.Г.Симонову, профессору, д.г.н. Е.П. Дубинину, с.н.с., к.г.н. В.В. Фролю, с.н.с., к.г.н. Н.В. Шевченко за кон-

сультации при анализе материалов, Б.В. Сычеву и Ю.В. Зарайской за помощь в оформлении диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ АЛЕУТСКОЙ ДУГИ

Методика анализа. Специальный библиографический поиск для оценки изученности территории, проведенный по методике профессора Ю.Г. Симонова, позволил собрать необходимое и достаточное для собственного исследования число публикаций. В результате анализа времени работ выявлены основные этапы и направления изучения Алеутской дуги и островов архипелага. Анализ ссылок позволил выделить авторов и работы, на которых базируются современные представления о геоморфологии, тектонике и истории развития региона.

Современное состояние изученности Алеутской дуги. В 1950-70 гг. проводились масштабные исследования контактов континентов и океанов в северной части Тихого океана. Так был собран обширный фактический материал, который стал основой для выявления общих закономерностей строения АОД и истории формирования региона. В последующие годы представления об этих вопросах, о магматизме и геодинамике дуги существенно уточнялись при более детальных локальных исследованиях. К настоящему времени в науке сложились общепринятые мнения о строении и развитии северной части Тихого океана. Однако, несмотря на большое количество материала, многие вопросы эволюции и динамики дуги до сих пор остаются крайне спорными. Наименее изучен новейший этап развития АОД, практически все реконструкции заканчиваются началом плейстоцена.

Современное состояние изученности Алеутских островов. Основные данные об устройстве островов были получены в течение 1950-70 гг. в ходе геологического и топографического картирования архипелага, в тех отчетах и статьях есть отдельные замечания об особенностях рельефа и структуры того или иного острова. В 1980-90 годы американские геологи начинают проводить предметные исследования вулканов Алеутской дуги и истории развития при-

роды отдельных островов в плейстоцене. Все ученые отмечают, что ведущую роль в формировании островных построек сыграли новейшие тектонические движения, однако специальных работ по их изучению практически не проводилось, как и геоморфологических исследований в целом. Проведенная оценка изученности показала, что цель исследования актуальна как в методическом, так и в региональном плане.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА

Географическое положение, орогидрография и климат. Субширотная Алеутская дуга отделяет Берингово море от Тихого океана и имеет двойную структуру (в работе рассматривается лишь внутренний сектор). От о. Беринга на западе до о. Умнак на востоке архипелаг протяженностью более 2400 км включает 114 островов, имеющих название. Гряду разделяют на 5 изолированных секторов/групп островов (с запада на восток): Командорский, Ближний, Крысий, Андреяновский и Лисий. В каждой группе острова различаются по типу устройства, высоте и размерам. Алеутские острова находятся в океаническом секторе умеренного пояса в южной неледовитой части Берингова моря. Климат островов гряды на всем ее протяжении однороден.

Геологические условия. АОД - типичный элемент системы западно-тихоокеанских активных континентальных окраин. На севере она граничит со всеми тремя котловинами Берингова моря, на юге отделена от ложа Тихого океана глубоководным Алеутским желобом. На востоке структура дуги имеет продолжение в виде вулканических образований п-ова Аляска, а на западе практически под прямым углом сочленяется с Курило-Камчатской островной дугой. Собственно АОД представляет собой ломаную линию, ее сегменты сочленяются под разными углами (Gibson, Nichols, 1953; Stone, 1977). В строении АОД выделяются следующие элементы (Пущаровский, 1963; Шмидт, 1974; Shor, 1964; и др.): тыловой склон (беринговоморский), сводовая часть и фронтальный склон (тихоокеанский). Тыловой и фронтальный склоны представляют собой крутые уступы высотой 3-6 км, сводовая часть - выровненная по-

9

верхность островных шельфов глубиной 150-200 м. Вся гряда разбита на серии блоков двумя системами нарушений, параллельными и перпендикулярными простиранию гряды. Блоки характеризуются дифференцированными темпами и направлениями поднятий (Ефимов, Демин, 1986), что привело к формированию блоков более низкого порядка, выраженных островами, разбитыми трещинами на серию мелких структур. Параметры движений, приведших к формированию сложной структуры дуги, специально не изучались, однако практически все исследователи отмечают поднятие структур в плейстоцене и в настоящее время (Уфимцев, Ставров, 1978; Шмидт, 1978; Waythomas, 1993; и др.). Темпы движения блоков земной коры рассчитаны лишь для островов Командорский группы, составляя для плейстоцен-голоцена 2,2-2,5 мм/год (Меле-кесцев, 1974; Разжигаева, 1997; Булочникова, 2011; и др.).

«Комплекс основания» («initial series») создан около 30 млн. лет назад в результате базальт-риолитовой стадии магматизма. Острова сложены в основном олигоцен-нижнемиоценовыми и плиоценовыми андезитовыми и базальтовыми лавами и их пирокластами. Определяющей для современного облика АОД стала андезитовая стадия вулканизма — около 1-3 млн. лет назад (Борсук и др., 1982; Цветков, 1990; Fournelle et al., 1994; и др.). В настоящее время АОД включает 47 вулканических построек, 25 из них проявляли активность в историческое время, с 1760 г. Четвертичный комплекс представлен маломощными морскими, ледниковыми, склоновыми и аллювиальными отложениями, распространен локально.

Рельеф и особенности морфолитогенеза. Наиболее активные агенты преобразования поверхности островов — новейшая тектоника, морская абразия и позднеплейстоценовая деятельность ледников. В результате абразии сформировались обширные абразионные плато и серии разновысотных террас. Аккумулятивных образований мало, они датируются голоценом. Ледниковые формы (цирки, троги, фьорды, ледниковая штриховка) отмечены почти на всех островах; моренных образований мало, датирование их не проводилось. Эрозионная сеть на островах развита широко, для нее характерны специфические

узкие, зигзагообразные долины с плохо выработанными продольными профилями, «висячие» русла и «висячие» дельты. В целом для островов характерен структурно-денудационный тип рельефа, в формировании которого ведущую роль сыграли дифференцированные тектонические движения и структурный каркас территории.

История формирования дуги. Принято считать, что структура дуги начала закладываться на границе мезозоя и кайнозоя. На границе мела и палеогена происходит первичная сегментация дуги и обособление восточного сектора, около 50 млн. л. н. закладывается центральный блок дуги. Западным сектором АОД тогда был Командорский блок, наложенный на южную оконечность хр. Бауэрса. В олигоцене между Командорским блоком и Камчаткой начинает формироваться крупная структура растяжения, отвечающая начальным этапам развития правосторонней сдвиговой зоны. Растяжение сопровождалось перемещением блоков коры на восток и активными извержениями, что привело к формированию сегмента о-вов Ближние. Первая половина плиоцена - этап поднятия и вулканической активности, он проявился в пределах всей АОД. К концу плиоцена темпы движения существенно затухают, в начале плейстоцена восходящие движения сменяются нисходящими, сопровождавшимися растяжениями. Последний, определяющий этап развития начался в середине плейстоцена, - новая вспышка тектонических поднятий и вулканической активности, колебания климата и уровня океана.

ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЯ, МОРФОСТРУКТУРА И МОРФОТЕКТОНИКА АЛЕУТСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ

Выявление закономерностей тектонических движений в процессе формирования гряды проводилось с помощью специальных анализов надводного рельефа островов, основанных на морфометрических процедурах. Для их реализации путем обобщения данных в формате Э11ТМ и имеющихся топографических карт была построена цифровая модель рельефа гряды.

3.1. Морфология Алеутской гряды

Поскольку априорной информации о рельефе гряды было недостаточно, на первом этапе была проведена классификация островов и районирование архипелага по морфологическому признаку.

Методика анализа. Для анализа были рассчитаны основные морфомет-рические параметры 114 островов (площадь, высота и форма в плане).

Результаты анализа. АОД состоит из островов площадью 100-500 км2, распределение островов по площади в пределах гряды равномерно. Крупные острова (500-800 км2) являются своеобразными центрами, вокруг которых сосредоточены малые острова (менее 100 км2), они часто образуют компактные группы. С запада и востока архипелаг замыкают крупнейшие образования -острова Беринга (на западе), Умнак, Уналашка и Унимак (на востоке).

Поверхность островов АОД включает 3 уровня, высота их закономерно увеличивается с юга на север. В южной части шельфовой области лежат участки островной суши высотой до 200 м, к северу от них - горные хребты высотой 200-900 м, еще севернее - наиболее высокий уровень, 900-2800 м. Каждый из уровней занимает либо всю площадь небольшого острова, либо часть крупного острова. Распределение уровней на протяжении гряды неравномерно.

По форме острова разделяются на изометричные, удлиненные или сочетающие участки этих двух типов. Изометричные острова, обычно имеющие малую площадь и близкую к кругу форму, располагаются вдоль северного склона гряды, начиная на западе от о. Булдырь и далее на восток до материка. Преобладают вытянутые в плане острова, они четко ориентированы вдоль простирания гряды и располагаются в южной и центральной частях шельфовой области. Третий тип представляет собой сочетание двух описанных выше (в северной части острова расположена изометричная постройка, в южной — вытянутый в плане хребет).

В результате сопоставления полученных данных составлена морфологическая классификация островов гряды. Выделено 6 классов островов, отличающихся сочетанием показателей. Анализ распределения классов в простран-

стве позволил провести морфологическое районирование гряды. В пределах архипелага выделяется 2 крупных района, разделенных субширотной границей. Для северного района характерны отдельные высокие постройки, округлые в плане форму, небольших размеров (за исключением крайнего восточного участка, где слияния построек образуют острова максимальной площади). Второй район включает вытянутые вдоль гряды участки островной суши преимущественно крупных размеров, местами разбитые на несколько частей - малых островов. В пределах этого района выделяется два подрайона - «южный», с преобладанием высот до 200 м, и «северный», с высотами 200-800 м. Сопоставление морфологических районов с геологическими данными показало четкое совпадение границ районов с геологическими выделами; северному району соответствует четвертичный вулканогенно-осадочный комплекс, южному -третичный комплекс того же генезиса.

Выводы. Алеутская гряда включает два морфогенетически разных района: северный условно «вулканический» и южный «тектонический». Исходя из цели работы, следующие этапы анализа проводились лишь на островах второго района.

3.2. Морфоструктура Алеутской гряды

Тектонические процессы проявляются в рельефе, прежде всего, в виде системы нарушений, которая образуется в результате реализации поля напряженности горных пород. Для характеристики системы нарушений проведен морфоструктурный анализ.

Методика анализа. Алеутская дуга имеет многоуровневое блоковое строение, поэтому на первом этапе по методике проф. Ю.Г. Симонова (1974) были составлены карты блоков в трех масштабах. Всего было выделено 300 морфоструктур - 5 макроблоков (сегменты дуги), 36 мезоблоков (острова) и 259 микроблоков (участки островов). Для каждого блока рассчитаны 3 морфометрических показателя — площадь, коэффициент формы Кф (отношение ширины к длине) и ориентировка в пространстве (8 основных румбов). За-

тем проведен анализ распределения показателей для дуги в целом и для каждого из ее сегментов.

Результаты анализа. АОД состоит из 5 сегментов (макроблоков) (см. рис.1), каждый из которых включает серию островов (мезоблоков), разбитых на множество микроструктур. На первом этапе рассмотрено устройство частей, на втором — проведен анализ распределения полученных закономерностей по пространству дуги.

Морфоструктурные особенности сегментов Алеутской дуги. Командорский сегмент является наиболее изолированным, имеет значительную площадь, вытянут вдоль простирания АОД и включает 2 крупных острова, отличных по морфоструктурному устройству: о. Беринга состоит из крупных, часто изомет-ричных блоков, о. Медный имеет мелкоблоковую структуру. Ориентировка блоков островов сходна (кроме северного района о. Беринга). В целом, можно говорить об «иерархической унаследованности» рассмотренных показателей (сохранение ориентировок, форм на всех масштабных уровнях), что говорит о целостности макроструктуры.

Сегмент Ближний имеет вид компактного прямоугольника и отличается наиболее высоким значением Кф. Он включает два крупных острова (Атту, Агату) и группу мелких островов Семичи (Шемья, Алаид, Низкий). Устройство островов сегмента можно назвать мозаичным, обусловленным большим числом малых микроблоков. Пересечение разломов и трещин близких направлений создали неправильные формы множества структур. В результате, в пределах небольшого района соседствуют морфоструктуры разных размеров, форм и ориентировок. Мозаичность проявляется на всех масштабных уровнях.

Сегмент Крысий имеет сложные очертания, небольшую ширину и самую малую в пределах АОД площадь. В пределах макроблока выделяются 2 района, отличных по морфоструктурному устройству. Для первого свойственны малые узкие блоки, границы которых ориентированы вкрест простора нию островов, макроблока и АОД в целом, — центральная часть острова Кыска, Малая Кыска, Крысий и западная часть Амчитки. В пределах второго района

к к

а

о» .о

N

Ко

\ г4 о,

'Рс

Дге

< о \

ГЦ*

I 3

Чй

Тихий океан

>к я и

3 о

Крысий сегмент

!

Берингово море

а о

* л

I

ш

юо

200, км

Рис.1 Сегменты и крупные острова АОД

(север и юг Кыски, восточная Амчитка) преобладают крупные, часто изомет-ричные морфоструктуры. Таким образом, каждый из островов и макроблок в целом - это единый узкий ряд блоков, осложненный на западе принципиально иной постройкой о. Кыска.

Андреяновский сегмент отличается наименьшим значением Кф, в плане представляет собой узкий длинный прямоугольник. Ориентировка блока принципиально иная - морфоструктура вытянута в направлении ВСВ-ЗЮЗ и представляет собой обширный участок шельфовой области, включающий десятки островов разной формы и размера. По морфоструктурному устройству Андреяновская группа островов, крайне разнородная, включает 4 района:

1. Архипелаг Деларова — малые площади блоков, вытянутая в плане форма, острова ориентированы в системе С-Ю, 3-В;

2. О-ва Танага и Каната — сложены крупными прямоугольными блоками, вытянутыми вдоль и поперек простирания дуги (С-Ю, 3-В);

3. О. Адак и архипелаги Адах и Сетчатый — микроблоки имеют небольшие размеры, схожую форму и единый принцип ориентировки;

4. О-ва Атка и Амля — длинные, вытянутые вдоль дуги острова разбиты системой поперечных трещин на узкие блоки.

Сегмент Лисий — самый крупный элемент АОД. Его восточная граница проведена условно по проливу, отделяющему островную часть шельфа от континентальной. Сегмент имеет максимальную ширину и протяженность и включает 9 «невулканических» островов. Все они устроены однотипно — узкие, малые по площади блоки разной ориентировки. Исключение составляет крупнейший остров гряды Уналашка, образованный обособленными крупными изометричными блоками, объединенными в серию массивов. Морфостуктур-ные особенности Алеутской дуги. Для получения общих закономерностей строения дуги построены сводные гистограммы распределения полученных параметров для каждого масштабного уровня. На макроуровне отмечено принципиальное различие западного и восточного секторов. Восточный сектор обладает существенным единством, тогда как западный — серия из трех

отдельных структур, которые существенно различается по рассмотренным показателям.

На мезоуровне отмечены те же закономерности. По всем показателям острова восточного сектора имеют близкие значения. Сегменты западного сектора включают острова, принципиально отличающиеся по форме, размерам, ориентировке. Вместе с тем, для каждого параметра выделена группа значений, общих на протяжении всей АОД, обычно самая обширная по числу блоков; она включает малые значения показателей. Т.е. на мезоуровне АОД является более целостной, при этом содержит принципиальные различия в строении отдельных участков.

Анализ распределения параметров микроблоков показал, что на этом уровне АОД наиболее однородна. Сегменты характеризуются равным количеством микроблоков с равными площадями, ориентировкой и формой. Т.е. на микроуровне Алеутская дуга представляет собой единую, наиболее целостную структуру.

Выводы. Каждый из масштабных уровней имеет принципиальные отличия от других, причем внутри каждого уровня отмечается дифференциация строения, степень которой уменьшается от макро- к микроуровню. Внутри отдельных сегментов АОД часто отмечается «иерархическая унаследованность» параметров - проявление одних и тех же принципов морфоструктурного устройства на разных уровнях. Современный рельеф гряды наследует несколько тектонических этапов с различными условиями напряженности. Наиболее полно и ярко в пределах АОД проявился самый молодой из них.

3.3. Морфотектоника Алеутской гряды

Вторым проявлением тектонических процессов, участвующих в рельефо-образовании, являются дифференцированные вертикальные движения блоков земной коры. Для выявления закономерностей движений и их влияния на морфологию островов проведен морфотектонический анализ.

В основе методики анализа лежат представления В. Пенка (1961) о том, что если принять скорости поднятия и денудации равными, то склоны будут иметь прямую форму, а углы их наклона - характеризовать интенсивность движения. Ю.Г. Симонов доказал, что при одинаковой скорости поднятия раньше начал подниматься тот блок, абсолютная высота которого больше. На первом этапе анализа были получены необходимые параметры 258 микроблоков, на втором — рассчитаны абсолютные скорости и время их движения. Для этого использована стандартная схема расчета скорости поднятия с помощью датировки подошвы морской террасы для одного блока о. Беринга. С помощью специальной процедуры эти данные были экстраполированы на все остальные микроблоки. Для характеристики более крупных структур проведен статистический анализ и рассчитаны 2 показателя скорости (Уср- средняя скорость, мм/год; VA — дисперсия скорости) и времени движения (Т„ - начало движения, тыс. л.н.; Т„р — продолжительность, тыс. л.). Затем проведен анализ распределения этих показателей.

Результаты анализа. Морфотектонические особенности сегментов АО Д. Для Командорского сегмента характерна неоднородность движения мезо- и микроструктур. О. Медный начал активизироваться существенно позднее, когда все блоки о. Беринга вышли из-под уровня моря, скорость поднятия его структур в 3 раза выше.

Движение макроблока Ближний было крайне мозаичным, активизация структур происходила в 2 этапа. К раннему относится большинство блоков островов Атту и Агатту, к позднему — о-ва. Семичи и серия малых блоков о. Атту.

Сегмент Крысий по характеру движений разделяется на 2 района. Оформление группы островов происходило от периферии к центру, раньше начали подниматься блоки южной части о. Амчитка и всего о. Кыска. Наиболее молодые образования — о-ва Малая Кыска и Крысий, для них свойственны наиболее высокие темпы движения.

Особенность Андреяновского сегмента - компактность групп близких значений морфотектонических показателей. Наиболее четко выделяется область структур ранней стадии активизации и район блоков с минимальными темпами движений. При этом в целом четкой связи между этими параметрами не прослеживается. Исключение составляет лишь серия малых блоков в восточной части группы, для нее характерен минимальный возраст и максимальная скорость движения.

В пределах сегмента Лисий обособляется крупная структура о. Уналашка. Ее периферийные области начали движение значительно раньше других блоков группы и отличаются малыми темпами поднятия. Центральные его области характеризуются средними для группы показателями возраста и темпа движения. Наиболее молодыми и активно развивающимися можно назвать структуры островов Креницына. В целом же макроблок можно назвать наиболее однородным с точки зрения движения.

Морфотектонические особенности Алеутской дуги в целом. Сопоставление сегментов АОД показало, что движение ее макроструктур было неравномерно. Поднятие восточного сектора, в целом однородное, происходило со средними скоростями. Западный сектор отличается существенным разнообразием скоростей. Процесс активизации макроструктур АОД происходил от периферии к центру, длительность движения структур распределяется таким же образом.

Скорость движения мезоструктур АОД варьирует от 0,2 до 8,5 мм/год, острова поднимались в среднем со скоростью 3-5 мм/год. Каждый сегмент включает острова с разными темпами поднятия, но, в целом, скорость их движения уменьшается от периферии к центру. Значительное количество островов поднимались неравномерно, особенно высока мозаичность движения островов Адак и Атту.

Активизация структур островов началась не одновременно. Раньше всего (около 320 тыс. лет назад) начали подниматься периферийные острова Уналашка и Беринга. Ко второй стадии относится начало движения нескольких

крупных островов в пределах восточного сектора АОД (Каната, Танага, Адак, Седанка). В период с 130 до 180 тыс. лет назад из-под уровня моря появились первые блоки остальных крупных островов. Практически все малые острова образовались в период 30-130 тыс. л.н., эта стадия проявилась в пределах всех сегментов АОД. Среднее время формирования структуры острова в пределах дуги составляет 75-100 тыс. лет. Выделяются отдельные структуры, становление которых длилось более 200 тыс. лет - крайние «невулканические» острова гряды (Беринга и Уналашка). Наиболее быстро сформировались малые архипелаги, а также некоторые крупные острова в разных частях гряды (Медный, Агатту, Амля и Амчитка).

На микроуровне отмечается наивысшая мозаичность и неоднородность движения. При этом структура распределения всех параметров для каждого сегмента близка, что говорит о целостности всей АОД на данном масштабе. Движение микроблоков - наиболее быстрое из всех рангов структур. В пределах каждого сегмента дуги преобладают микроблоки со скоростями движения 3-8 мм/год. Микроблоки с малыми темпами движения образуют компактные группы в пределах многих островов в разных частях АОД. Встречаются отдельные структуры со скоростями поднятия выше 10-12 мм/год, наибольшее их число сосредоточено в пределах о. Атту. В активизации микроструктур выделено 2 основные стадии. Движение структур АОД началось около 323 тыс. лет назад. С этого времени и до 175 тыс. лет назад гряда представляла собой серию отдельных небольших разрозненных участков суши. Лишь около 175 тыс. лет назад начинается массовое поднятие блоков. Этап новейшей активизации заканчивается 27 тыс. лет назад. Начиная с этого момента, гряда приобрела современные плановые очертания.

Выводы. Характер движения структур АОД на всех масштабных уровнях меняется от периферии гряды к центру. Крайние области гряды формируются достаточно давно, и, в целом, их движение отличается более высокими темпами. Для центральных областей характерна высокая неоднородность темпов и продолжительности поднятия. Рассчитанные показатели позволили определить

возраст начала новейшего этапа — 323 тыс. лет, именно за это время сформировалась современная постройка Алеутской гряды.

ГЛАВА 4. ИСТОРИЯ ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА АЛЕУТСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ НА НОВЕЙШЕМ ЭТАПЕ

Статистическая и картографическая обработка полученных данных позволила создать морфотектоническую модель развития Алеутской островной дуги.

Пространственно-временная модель новейших тектонических движений АОД. Полученные морфотектонические параметры позволили рассчитать высотные уровни, средние скорости движения 300 блоков, количество активизированных структур на разных этапах новейшего времени.

Средний плейстоцен. В первой половине среднего плейстоцена тектонические процессы проявились в виде серии дискретных во времени импульсов движений. Они были локализованы в пределах двух крайних сегментов дуги, Командорского и Лисьего. В конце этапа началась активизация Андреяновского макроблока. Таким образом, в результате первой стадии развития, которая длилась около 220 тыс. лет, выше уровня моря оказалось менее 10% морфост-руктур гряды. Их средняя высота составляла 70-90 м, максимальная не превышала 200 м. При этом интенсивность движений существенно увеличивалась на протяжении всего этапа, как в пределах каждого сегмента, так и для АОД в целом. Это выразилось в принципиальном изменении характера развития гряды во второй половине плейстоцена.

Около 190 тыс. лет назад началась новая стадия движений, которая, по всей видимости, продолжается до сих пор. С этого момента в процесс поднятия вовлечены все сегменты дуги. К концу среднего плейстоцена Алеутская гряда представляла собой архипелаг, включающий около 20 островов (25% современной площади островной суши). Наиболее крупные острова расположены в пределах сегментов Командорский, Андреяновский и Лисий. Гипсометрический уровень суши закономерно уменьшается от периферии к центру от 30 до

21

350 м. Темпы движения структур возрастают. Для макроблоков Командорский и Лисий, начавших движение раньше других, отмечен небольшой спад интенсивности поднятия.

Поздний плейстоцен. Начало позднего плейстоцена стало определяющим этапом становления АОД, - начинают движение практически все структуры современного архипелага. Для всех сегментов и АОД в целом это время стало этапом наиболее масштабной активизации. В итоге, к рубежу 75 тыс. лет назад 80% современной площади гряды оказалось над уровнем моря. Высоты новообразованной суши, как и на предыдущем этапе, закономерно уменьшались от периферии к центру, средняя высота составляла 150-170 м. В пределах отдельных островов существовали массивы высотой более 500 м. Интенсивность поднятия продолжала возрастать для всех сегментов, при этом отмечается ре-активизация тектонических движений наиболее древних структур.

В середине позднего плейстоцена активное поднятие дуги продолжается. Для большинства районов этот период ознаменовался окончательным оформлением структур крупных островов. Наиболее ярко это проявилось в центральной части АОД, где в это время темпы движения существенно возросли. К середине позднего плейстоцена практически все структуры дуги приобрели современные очертания, средние высоты островов составляли 200-300 м, в периферийных частях уже существовали массивы высотой более 600-700 м. Скорости движения блоков продолжали расти, достигая максимума в центральной части дуги.

Вторая половина позднего плейстоцена - завершающая стадия активизации новейших тектонических движений дуги. Для этого периода характерно окончательное оформление островных построек, в основном за счет поднятия малых островов и отдельных небольших блоков в периферийных частях крупных островов. Скорости движения начинают постепенно затухать. К рубежу 25 тыс. лет назад гряда окончательно приобрела современные очертания, все структуры АОД находились над уровнем моря. Средняя высота островов составляла 300-350 м, достигая максимума (более 800 м) в пределах сегментов

Ближний и Лисий. В это же время наиболее четко обосабливаются «низменные» массивы, высотой не более 200 м. Значительная их часть локализована в южных районах крупных островов центральных сегментов АОД. Начиная с середины позднего плейстоцена, темпы движений перестают увеличиваться, абсолютных максимумов они достигают в пределах макроблоков Командорский и Лисий.

На последней стадии позднего плейстоцена изменений в плановой морфологии гряды не произошло. Главным результатом этого этапа стало увеличение высот островов архипелага. Темпы движения структур всех сегментов АОД существенно снизились. Лишь к концу плейстоцена в пределах «невулканической» части Алеутской гряды четко оформились два морфологически различных района, выделенных на первом этапе анализа. Северная часть архипелага к этому моменту имела высоту 450-500 м, высоты южные районы многих крупных островов не превышали 200 м.

В голоцене поднятие островов продолжалось и привело к формированию современного уровня стояния суши. Темпы движения постепенно снижались.

Новейшая тектоника как условие развития экзогенных процессов. Интенсивность вертикальных движений и уровень островной суши определяли ход и особенности проявления комплекса экзогенных процессов. Компиляция литературных данных и расчетной модели позволила выявить общие закономерности их взаимодействия.

Лбразионно-аккумулятивные процессы. Весь период среднего и позднего плейстоцена ознаменовался существенными колебаниями уровня Мирового океана. В пределах гряды они проявились в формировании серии «абразионных плато» и серии разноуровневых террас. Рассчитанные скорости движения и уровни суши островов позволили оценить моменты формирования террас на некоторых островах. Корреляция распространения абразионных плато и скоростей движения микроблоков позволила сделать вывод о том, что на начальной стадии формирования скорости поднятия некоторых островов были меньше, чем скорости размыва, что привело к нивелировке вершинных поверхностей.

Поскольку темпы движения структур со временем росли, блоки постепенно выходили из зоны воздействия моря и поднимались до современных отметок.

Гляциальные процессы. В результате активного тектонического поднятия структур АОД к концу плейстоцена была сформирована островная суша, высота которой стала достаточной для формирования существенных ледниковых покровов. Их развитие, смена фаз наступания и деградации проявились практически на всех островах гряды и выразились в значительной моделировке поверхности.

Флювиалъные процессы. Развитие речной сети на Алеутских островах было предопределено структурным каркасом территории и ее активным поднятием. Это выразилось в специфических чертах строения речных долин: они крайне слабо выработаны, форма долин в плане обычно имеет зигзагообразный характер, часто отмечается резкая смена направления течения, широкое распространение водопадов и «висячих дельт» и др.

Проведенный анализ показал, что именно особенности развития новейших тектонических процессов в пределах Алеутской дуги стали определяющим условием формирования и динамики современного рельефа островов архипелага.

ЗАКЛЮЧЕ1ШЕ

В работе впервые использована новая методика выявления и учета роли тектоники при реконструкции истории развития территории. Предложенный механизм оказался не универсальным, он содержит определенную ошибку и требует дополнительных экспериментов и доработок. Однако уже на данном этапе на основе дистанционного анализа восстановлена история развития тектонической составляющей рельефа Алеутской гряды. Для этого были поставлены и решены следующие задачи:

1. Оценка изученности Алеутской дуги показала, что специальных геоморфологических исследований территории никогда не проводилось. Знания о рельефе архипелага ограничиваются отдельными замечаниями американских

геологов, тектоническая история развития дуги до сих пор остается спорной. Наименее изучен новейший этап формирования гряды.

2. Обобщение опубликованных данных выявило, что в пределах Алеутской дуги выделяется серия сегментов, эндогенные условия развития которых различны, а экзогенные - однородны. Все исследователи отмечают, что ведущую роль в формировании современного облика гряды сыграли дифференцированные в пространстве и времени тектонические движения новейшего этапа. Параметры и последствия этих движений специально ранее не изучались, темпы движения блоков земной коры рассчитаны лишь для Командорских островов.

3. Алеутская гряда по морфологическим признакам и геологическому строению подразделяется на 2 района: северный район сформировался в результате последнего этапа вулканической активности, а острова южного района имеют тектоническую природу, ярко выраженную в структурной предопределенности современного рельефа на разных масштабных уровнях. Каждый из уровней (группы островов, острова и участки островов) проанализирован с помощью специальных морфометрических методик. Обобщение данных выявило, что постройка АОД наследует черты нескольких этапов, различных по условиям и направлениям тектонической движений. Современный рельеф гряды сформировался в результате новейшего этапа тектонической активности. Морфотектонические расчеты показали, что этот этап начался около 320 тыс. лет назад.

4. С помощью специального анализа морфотектонических показателей (скорость и время начала движение блоков земной коры) построена модель развития Алеутской гряды на новейшем этапе. Скорости движения структур в среднем и позднем плейстоцене были неоднородны, что определяло уровень стояния и площадь островной суши и, в свою очередь, было условием развития комплекса экзогенных процессов.

Наиболее перспективным продолжением исследования является изучение закономерностей проявления тектонических процессов в рельефе подводной

части постройки гряды, а также современных вулканических построек. Обобщение этих данных позволит восстановить полную картину формирования и

постройки одной из самых крупных островных дуг на планете.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК:

1. Булочникова А.С. Дистанционный метод определения устойчивости территории// Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2011. №.12. С. 69-78.

Прочие публикации:

2. Булочникова А.С. Морфоструктурное строение островов западной части Алеутской островной дуги// Современная тектонофизика. Методы и результаты. Мат-лы I Международной тектонофизической школы-семинара. М. 2009. С. 19-21.

3. Булочникова А.С. Развитие морфоструктурного плана Командорских островов во второй половине плейстоцена// Мат-лы Всероссийской конференция «Чтения памяти академика К.В. Симакова». Магадан. 2009. С. 67-70.

4. Булочникова А.С. Новые возможные морфометрического анализа// Круг географии в XXI веке: взгляд молодого ученого. Сборник статей. СПб. 2010. С. 332-337.

5. Булочникова А.С. Современные проблемы морфотекгонического анализа и пути их решения// Мат-лы Иркутского геоморфологического семинара, Чтения памяти Н.А. Флоренсова. Иркутск. 2010. С. 47-49.

6. Булочникова А.С. Опыт реконструкции истории развития островов с помощью морфометрических методов// Сб. статей XXXI Пленума Геоморфологической комиссии РАН. Астрахань. 2011. С. 12-16.

7. Bulochnikova A.S. Main stages of formation of structure "non-volcanic" islands of the Aleutian island arc in the Pleistocene // 7th Biennual workshop of Japan-Kamchatka-Alaska Subduction Processes: Mitigating Risk Through International Volcano, Earthquake, and Tsunami Science. Petropavlovsk-Kamchatsky. 2011. P. 135-138.

Подписано в печать:

17.04.2013

Заказ № 8376 Тираж - 150 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Булочникова, Анна Сергеевна, Москва

Московский государственный университет имени М.ВЛомоносова

Географический факультет Кафедра геоморфологии и палеогеографии

На правах рукописи

04201357024 Булочникова Анна Сергеевна

МОРФОТЕКТОНИКА АЛЕУТСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ

25.00.25 - геоморфология и эволюционная география

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель: д.г.н., профессор Ю.Г.Симонов

Москва 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ АЛЕУТСКОЙ ДУГИ.............................8

1.1 Оценка изученности Алеутской дуги.........................................................8

1.2 Современное состояние изученности Алеутской дуги..................................14

1.3 Оценка изученности Алеутских островов.................................................15

1.4 Современное состояние изученности Алеутских островов............................22

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА.......................24

2.1 Географическое положение...................................................................24

2.2 Орогидрография..................................................................................27

2.3 Климатические особенности.................................................................28

2.4 Ландшафтные особенности...................................................................29

2.5 Положение Алеутской дуги в системе макроструктур Тихого океана...............30

2.6 Стратиграфия....................................................................................32

2.7 Магматизм и основные особенности вулканизма.........................................38

2.8 Структурные и тектонические особенности...............................................40

2.9 Сейсмичность....................................................................................43

2.10 История геологического развития.........................................................44

2.11 Геоморфологическое строение и особенности морфолитогенеза...................48

2.12 История развития рельефа...................................................................54

ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЯ, МОРФОСТРУКТУРА И МОРФОТЕКТОНИКА АЛЕУТСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ..................................................................57

ЧАСТЬ 3.1 МОРФОЛОГИЯ АЛЕУТСКОЙ ГРЯДЫ....................................58

3.1.1 Общая характеристика строения Алеутской гряды....................................58

3.1.2 Морфометрический анализ строения Алеутской гряды..............................58

3.1.3 Морфологическая классификация и районирование Алеутской гряды...........64

ЧАСТЬ 3.2 МОРФОСТРУКТУРА АЛЕУТСКОЙ ГРЯДЫ...........................69

3.2.1 Методика.......................................................................................69

3.2.2 Блоковый анализ Алеутской дуги.........................................................71

3.2.3 Главные особенности морфостуктуры Алеутской дуги..............................82

ЧАСТЬ 3.3 МОРФОТЕКТОНИКА АЛЕУТСКОЙ ГРЯДЫ 94

3.3.1 Методика анализа............................................................................94

3.3.2 Основные закономерности морфотектоники Алеутской дуги......................96

ГЛАВА 4. ИСТОРИЯ ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РЕЛЬЕФА АЛЕУТСКОЙ ОСТРОВНОЙ ДУГИ НА НОВЕЙШЕМ ЭТАПЕ..................................................117

4.1 Пространственно-временная модель новейших тектонических движений............118

4.2 Новейшая тектоника как условие развития экзогенных процессов...................131

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................139

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................146

ПРИЛОЖЕНИЕ 1..........................................................................................159

ПРИЛОЖЕНИЕ 2..........................................................................................169

ПРИЛОЖЕНИЕ 3..........................................................................................177

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Морфотектоника - быстро развивающееся направление геоморфологии, разработанное для выявления роли тектонических процессов в формировании рельефа территории. Актуальность морфотектонических исследований обусловлена необходимостью учета данных о тектонике при восстановлении истории развития любого региона. Реконструкция истории формирования рельефа - одна из главных задач геоморфологического исследования, но при ее решении традиционно внимание уделяется лишь экзогенной составляющей морфолитогенеза, реконструкции проводятся, в основном, на базе датирования коррелятных отложений. Но рельеф территории - результат взаимодействия экзогенных и эндогенных сил, причем экзогенные процессы часто лишь моделируют поверхность, а собственно ее формирование есть результат действия тектонических сил. Поэтому знание пространственно-временных закономерностей тектоники необходимо для реконструкции истории развития рельефа любой территории.

Одним из возможных способов получения этих данных является морфотектонический анализ. Разработка этой методики велась на примере небольшого по площади острова, однородного по морфологии. Для широкого использования предложенной процедуры следует проверить ее точность и достоверность на более обширной территории. В качестве такой территории выбрана Алеутская островная дуга (АОД), входящая в тихоокеанскую зону кайнозойской активности, новейший этап которой проявился в формировании огромного архипелага островов. Современный рельеф островов - результат дифференцированных тектонических движений, на фоне которых в плейстоцене происходили глобальные колебания климата и уровня океана. Все это делает использование морфотектонического анализа наиболее перспективным.

Степень разработанности темы исследования. Изучение роли тектонических процессов в формировании рельефа ведется давно. В геоморфологии разработаны и активно применяются методы, позволяющие на качественном уровне прослеживать роль дифференцированных движений участков земной коры в преобразовании рельефа. Главной проблемой этих исследований является отсутствие временной привязки закономерностей. Получение параметров движений (скорость и возраст) является особо актуальным в связи с созданием «абсолютной» шкалы истории развития рельефа Земли. В работе впервые представлена методика, позволяющая решать эту проблему и переходить от описания и объяснения к ретроспективному прогнозу, базируясь на абсолютной шкале времени.

Цель работы - восстановить историю тектонической составляющей формирования и развития современного рельефа Алеутской островной дуги. Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Оценить состояние изученности Алеутской гряды с точки зрения проявления тектонических процессов в рельефе островов;

2. Оценить условия и факторы формирования рельефа гряды и выявить роль тектонических процессов;

3. Выявить закономерности тектонических процессов, определивших современный облик рельефа Алеутской гряды;

4. Восстановить историю тектонической составляющей развития рельефа Алеутской гряды на новейшем этапе.

Теоретическая и практическая значимость. Проблемы формирования островных дуг более полувека исследуются в рамках разных наук о Земле. Механизмы их формирования до сих пор остаются спорными, и новые данные о динамике и истории формирования рельефа гряды являются актуальными и с точки зрения региональных исследований. Собранный и изложенный в диссертации материал, а также структура исследования организованы для получения фундаментальных научных результатов. Территория Алеутских островов является пограничной зоной двух государств, и знания об устройстве, динамике и истории развития рельефа островов приобретут практическую значимость при планировании освоения архипелага. Данные об истории развития рельефа гряды и темпах современных тектонических движений могут быть использованы при планировании и реализации проектов хозяйственного, рекреационного освоения территории архипелага, а также для оценки его природных ресурсов. Научная новизна работы:

1. Морфотектоническими методами определены абсолютные скорости движения на новейшем

этапе для 300 структур Алеутской дуги.

2. Рассчитана продолжительность, стадии и циклы новейшего тектонического этапа в пределах

Алеутской дуги.

3. Определена продолжительность формирования и возраст 26 островов Алеутского архипелага.

4. Определены высотные уровни островной суши архипелага на разных этапах среднего и позднего плейстоцена.

Методология и методы исследования. Работа базируется на принципах современной методологии, где предметом изучения выбраны структура деятельности, ее логическая организация, методы и средства всех видов человеческой деятельности, в том числе и научных исследований (Новиков, Новиков, 2007). Предметом диссертационного исследования выбран

современный рельеф надводной части АОД. Для достижения цели и решения поставленных задач работа организована так, что на первом этапе проведена оценка изученности АОД и островов архипелага. Обобщение собранных в результате библиографического поиска материалов позволило составить общее представление о характере предмета исследования и выявить основные условия и факторы формирования рельефа АОД. На базе полученных оценок сформирован путь собственного исследования, включающий 3 стадии: морфологический, морфоструктурный и морфотектонический анализы. В работе каждому этапу соответствует отдельная глава. Главы организованы так, что перед представлением результатов решения конкретной задачи приводится описание метода исследования. Конкретные методики решения системы задач приведены в тексте диссертации. Синтез данных позволил восстановить историю развития тектонической составляющей формирования рельефа АОД.

Защищаемые положения:

1. Влияние тектонических процессов на формирование рельефа АОД изучено не достаточно.

2. Ведущую роль в формировании рельефа Алеутской гряды сыграли дифференцированные в

пространстве и времени тектонические движения, а экзогенные процессы лишь моделировали поверхность островов.

3. Гряда сформировалась как итог серии тектонических этапов, различных по условиям напряженности. Современная постройка АОД образована на новейшем этапе тектонической активности, который начался в середине среднего плейстоцена (около 300 тыс. л.н.) и характеризовался мощными вертикальными движениями, со средней скоростью 3-7 мм/год.

4. В развитии гряды на новейшем этапе выделяется три стадии, отличные по характеру, скорости и интенсивности вертикальных движений. Особенности каждого тектонического этапа определили набор и формы проявления экзогенных процессов для каждого из островов архипелага.

Материалы, использованные в работе. Защищаемые положения опираются на собранный и систематизированный фактический материал, изложенный в тексте диссертации. Исследование основано на данных, полученных дистанционно (радарная съемка в формате БЯТМ, топографические и навигационные карты региона, геологические карты островов), а также на литературных данных.

Апробация и степень достоверности результатов. Достоверность определяется масштабом использованных карт, исследования выполнены по картографическим материалам масштаба 1:100 ООО. Определение возраста этапов новейших тектонических движений в районе АОД и скоростей движения блоков земной коры проведено по специально разработанной методике. Другими исследователями эти данные были получены с применением стандартных палеогеографических методик. Расхождения дат, полученных в данном исследовании, с датами,

известными для этого района, находятся в пределах ошибок, принятых в современных исследованиях.

Основные результаты работы доложены на Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2007, 2009), на Первой международной тектонофизической школе-семинаре (Москва, 2009), на Всероссийской конференция «Чтения памяти академика К.В. Симакова» (Магадан, 2009), на всероссийской молодежной конференции «Круг географии в 21 веке: взгляд молодого ученого» (Санкт-Петербург, 2010), в рамках Иркутского геоморфологического семинара «Чтения памяти Н.А. Флоренсова» (Иркутск, 2010), на 7 Международном совещании по процессам в зонах субдукции Японской, Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг «ЖА8Р-2011» (Петропавловск-Камчатский, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликована 1 статья в журнале, рекомендуемом ВАК, а также 11 работ в прочих журналах, материалах конференций и тезисах докладов.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 157 стр. состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 196 наименований (из них 125 на английском языке) и приложений, содержит 74 рисунков и 4 таблицы.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю профессору, д.г.н. Ю.Г. Симонову, профессору, д.г.н. Е.П. Дубинину, с.н.с., к.г.н. В.В. Фролю, с.н.с., к.г.н. Н.В. Шевченко за консультации при анализе материалов, Б.В. Сычеву и Ю.В. Зарайской за помощь в оформлении диссертации.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ АЛЕУТСКОЙ ДУГИ

Введение. Прежде чем приступать к проведению любого исследования, необходимо провести оценку состояния изученности поставленной проблемы и рассматриваемой территории. Прежде всего, необходимо провести анализ имеющихся на данный момент опубликованных работ. Такое исследование позволит, во-первых, собрать необходимое количество априорной информации о территории, во-вторых, познакомиться с принятыми в науке представлениями, существующими в области поставленной проблемы. Но главное, грамотно проведенный библиографический поиск позволит оценить место собственных результатов в системе имеющихся знаний, более полно обосновать их актуальность и достоверность. Таким образом, главная цель библиографического поиска - сформулировать современные представления о поставленной проблеме и территории, и выявить те области знаний, где информации до сих пор не достаточно или ее принято считать спорной.

Для достижения этой цели в данной работе необходимо провести библиографический поиск по двум направлениям. На первом этапе необходимо было собрать данные в целом о структуре Алеутской островной дуги, ее особенностям, положению в системе островных дуг Тихого океана. На втором этапе нужно проанализировать имеющуюся информацию о конкретных островах, т.к. в ходе исследования будут анализироваться отдельные острова и их группы.

Библиографический поиск проведен по методике Ю.Г.Симонова. В ходе анализа должны быть решены следующие задачи:

1. Оценка необходимого и достаточного количества публикаций;

2. Анализ распределения публикаций во времени;

3. Анализ ссылаемости;

4. Оценка состояния и степени изученности проблемы.

1.1 Оценка изученности Алеутской дуги

Методика и результаты библиографического поиска. Согласно выбранной методике сначала была проведена оценка необходимого и достаточного количества публикаций. Для этого было выбрано 3 работы: Шмидт O.A. «Тектоника Командорских островов и структура Алеутской гряды» (1978), Murdock J.N. «Evolution of the Aleutian Arc: A dynamic model différent from strict plate tectonic» (2002), Селиверстов Н.И. «Геодинамика зоны сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг» (2009). Из списков литературы этих работ, помещенного в конце каждой из них, на основании анализа только их названий было выбрано

32 работы, удовлетворяющие теме исследования. Таким образом, была сформирована выборка второго этапа. Так к трем работам, с которых начинался поиск, было прибавлено 32 работы. В работах 2 этапа так же были проанализированы списки использованной литературы, было найдено еще 35 новых публикаций. Поскольку общее число публикаций ограничено, необходимо было провести такое количество этапов анализа, чтобы на каждом последующем шаге число новых работ уменьшалось. Завершающим считался тот шаг, на котором число новых публикаций составляет не более 10% от общего количества найденных работ. В данном случае было использовано всего шесть шагов, чтобы придти к выводу о том, что предполагаемая модель оправдывается. На третьем шаге прирост составил 35 работ, на четвертом - 10, на пятом - 7, а на шестом — 2. Всего - не более 90 публикаций.

По результатам поиска был составлен график (рис. 1.1). На оси абцисс были отложены этапы анализа, на оси ординат — количество публикаций. Кумулятивная кривая была аппроксимирована квадратичной функцией.

Граф ик количества публикаций

Этап

Рисунок 1.1. Распределение количества публикаций по этапам поиска

Этот график позволил сделать вывод о том, что собранная к седьмому этапу выборка с вероятностью 0,97 включает все, имеющиеся в библиотеке, основные работы по искомой тематике, поэтому поиск был прекращен.

Для рассмотрения истории исследования Алеутской дуги при анализе полученной выборки были выделены 6 направлений, знания о которых принципиально важны для проведения собственного анализа. Среди них — геоморфология, история развития, тектоника, структурное строение, геология и вулканизм. Поскольку выборка производилась по заранее обозначенным во введении проблемам, вошедшие в нее работы, так или иначе, соответствовали этим темам. Затем была построена гистограмма, отражающая тенденции появления работ по эти тематикам во времени. При построении графика по оси абсцисс откладывались временные

интервалы, а по �