Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Особенности геоморфологического строения фиордовых берегов приливных морей

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Шевченко, Наталия Владимировна, Москва

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Шевченко Наталия Владимировна

ОСОБЕННОСТИ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ФИАРДОВЫХ БЕРЕГОВ ПРИЛИВНЫХ МОРЕЙ НА ПРИМЕРЕ КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА БЕЛОГО МОРЯ

11.00.04 - геоморфология и палеогеография.

Диссертация на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Научный руководитель доктор географических наук профессор Сафьянов Г. А.

МОСКВА - 1999 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................6

ГЛАВА 1. ФИАРДОВЫЕ БЕРЕГА МИРА............................................................11

1.1. Краткие сведения из истории изучения фиордовых берегов.....................11

1.2. Морфологическое особенности фиордов, фиардов и шхер.......................12

1.3. Происхождение фиордов и фиардов.........................................................18

1.3.1. Роль тектонического строения в формировании фиордов и фиардов....................................................................................................19

1.3.2. Влияние ледников на формирование фиордов и фиардов................20

1.3.3. Влияние водной эрозии на формирование фиордовых долин...........21

1.4. Место фиардово-шхерных берегов в общей классификации берегов мирового океана........................................................................................24

1.5. Распространение фиардово- шхерных берегов.........................................26

1.6. Краткий региональный обзор фиардово-шхерных берегов мира..............27

1.6.1. Берега Швеции и Финляндии............................................................27

1.6.2. Кандалакшский, Карельский и Поморский берега............................27

1.6.3. Берег Харитона Лаптева (п-ов Таймыр), архипелаг Норденшельда, Таймырская губа.......................................................................................28

1.6.4. Материковое побережье Канады.....................................................29

1.6.5. Берега Исландии..............................................................................31

1.6.6. Восточное побережье п-ова Новая Шотландия...............................32

1.7. Краткие выводы.......................................................................................35

ГЛАВА 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ

ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ БЕЛОГО МОРЯ..................................................37

2.1. Общие сведения о Белом море..................................................................37

2.2. Особенности метеорологического режима................................................40

2.3. Гидрология Белого моря...........................................................................42

2.3.1. Строение водной толщи.................................................................42

2.3.2. Распределение температуры воды................................................44

2.3.3. Распределение солености...............................................................44

2.3.4. Приливы...........................................................................................45

2.3.5. Ветровое волнение..........................................................................48

2.3.6. Пресный сток...................................................................................48

2.3.7. Ледовый режим................................................................................49

2.3.8. Общая циркуляция вод.....................................................................50

2.4. Биология...................................................................................................52

2.5. Краткие выводы.......................................................................................54

ГЛАВА 3. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЗАПАДНОЙ

ЧАСТИ БЕЛОГО МОРЯ..............................................................................56

3.1. Геологическое строение............................................................................56

3.2. Тектоническое строение...........................................................................57

3.3. Скорости неотектонических движений....................................................58

3.4. Четвертичные отложения........................................................................60

3.4.1. Ледниковый комплекс четвертичных отложений...........................60

3.4.2. Ледниково-морской комплекс четвертичных отложений...............61

3.4.3. Морской комплекс четвертичных отложений.................................62

3.5. История развития Белого моря в поздне- послеледниковое время...........63

3.6. Террасовые уровни Кандалакшского залива...........................................67

3.7. Геоморфологическое строение западного побережья Белого моря...........71

3.8. Геоморфологическое строение дна западной части Белого моря..............72

3.9. Краткие выводы.......................................................................................74

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

ФИАРДОВО-ШХЕРНЫХ БЕРЕГОВ

КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА..............................................................75

4.1. Фиардово-шхерные берега западной части Белого моря..........................75

4.2. Малые губы Белого моря.........................................................................76

4.2.1. Малые губы Карельского берега.....................................................78

4.2.2. Малые губы Кандалакшского берега...............................................84

4.2.3. Классификация губ Кандалакшского залива....................................85

4.3. Проливы...................................................................................................88

4.3.1. Пороги.............................................................................................89

4.4. Шхеры......................................................................................................90

4.5. Краткие выводы.......................................................................................93

ГЛАВА 5. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ БЕРЕГОВОЙ

ЗОНЫ ПРИЛИВНОГО ФИАРДОВО-ШХЕРНОГО МОРЯ...............95

5.1. Зональное строение приливного берега.....................................................95

5.1.1. Границы береговой зоны..................................................................95

5.1.2. Зональное строение приливного берега.........................................96

5.1.3. Фестончатое расчленение береговой зоны....................................97

5.2. Основные рельефообразующие процессы в береговой зоне и созданные ими формы рельефа.................................................................98

5.3. Ветровое волнение....................................................................................99

5.3.1. Абразия, как источник поступления обломочного материала в береговую зону........................................................................................100

5.3.2. Формы рельефа, созданные при существенном влиянии волновых процессов................................................................................................101

5.4. Приливно-отливные течения..................................................................105

5.5. Физическое выветривание......................................................................106

5.6. Припайные льды....................................................................................107

5.6.1. Ледовый разнос обломочного материала......................................107

5.6.2. Формы рельефа, созданные припайными льдами...........................110

5.7. Прочие процессы....................................................................................113

5.8.1. Флотация осадочного материала.................................................113

5.7.2. Биогенное рельефообразование....................................................114

5.7.3. Антропогенные процессы..............................................................114

5.8. Геолого-геоморфологическое строение побережья. Основные комплексы

форм берегового рельефа......................................................................116

5.8.1. Геолого-геоморфологическое строение побережья......................116

5.8.2. Прямолинейные прибойные берега................................................117

5.8.3. Сравнительно прямолинейные берега узких губ-фиардов и проливов фиардов...................................................................................................120

5.8.4. Изрезанные берега фиардов широких проливов и фиардообразных губ, отрезанные от основной акватории залива островами.................123

5.8.5. Кутовые части фиардов................................................................124

5.86. Солоноводные озера-лагуны...........................................................127

5.8.7. Берега узких проливов и порогов...................................................127

5.9. Изменения береговой линии в условиях относительного воздымания берегов..................................................................................................130

5.9.1. Причленение островов..................................................................130

5.9.2. Закрытие лагун............................................................................131

5.10. Геоморфологические факторы

в береговой экосистеме Белого моря.............................................................134

5.11. Краткие выводы...................................................................................142

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................144

ЛИТЕРАТУРА

150

ВВЕДЕНИЕ

В береговой зоне на сравнительно узкой полосе взаимодействуют литосфера, биосфера и гидросфера, создавая особую, сложную, чрезвычайно динамичную систему, принадлежащую одновременно и суше, и морю.

Береговая зона является объектом изучения многих наук: геоморфологии, гидробиологии, гидрохимии, геоботаники, гидрологии и других. Пристальный интерес, проявляемый к ней учеными различных специальностей, связан не только с уникальностью самого объекта исследований и стремлением к расширению теоретических знаний, но и с четким осознанием того, что рациональное использование природных ресурсов береговой зоны невозможно без ее подробного, а главное, - комплексного изучения.

Прорезанные узкими длинными заливами и окаймленные многочисленными островами берега западной части Белого моря во многом уникальны. Сильная изрезанность береговой линии обуславливает широкий набор различных рельефообразующих условий и мозаичность геоморфологического строения береговой зоны, характерные для фиардовых берегов. Кроме Кандалакшского залива фиардовые берега в пределах России встречаются только на северо-западном побережье п-ова Таймыр (Берег Харитона Лаптева) и арх. Норденшельда. Термин "фиард" был предложен для морфологически похожих на фиорды заливов низкогорного побережья Швеции, которые сформировались на периферии кристаллического щита, и отличаются от фиордов меньшими относительными высотами (Морская навигационно-географическая терминология, 1954; Каплин, 1962 и др.).

Естественнонаучные исследования на Белом море имеют богатую историю, начало которой было положено во второй половине XVIII века, когда на беломорских берегах работала экспедиция И. И. Лепехина (1762-1767) (Наумов, Федя ков, 1992). В XIX веке началось систематическое изучение Беломорья учеными различных специальностей: географами, биологами, геологами, океанологами. В 1882 году Санкт-Петербургским Обществом естествоиспытателей на Соловецких островах был основан первый на Белом море научный стационар. Среди исследователей Беломорского региона нельзя не упомянуть Ф.П.

Литке (1848), Бетлинга (1853), A.A. Иностранцева (1871,1872), Е.С Федорова (1904), П.В. Соколова и А.М. Шушкевича (1930), K.M. Дерюгина, и многих других. Крупные работы по изучению рыхлых отложений Мурманской области и Карелии были проведены М.А. Лавровой (1960, 1968).

Трудно перечислить все экспедиции и всех исследователей, внесших свой вклад в изучении Беломорского региона. В 1932 году на беломорских берегах начала работать экспедиция В.П. Зенковича (1938, 1939, 1941), уделяющая основное внимание особенностям геологического и геоморфологического строения малых губ.

Большой блок работ по комплексному геолого-геоморфологическому изучению Белого моря был выполнен в шестидесятые-семидисятые года сотрудниками института Океанологии АН СССР B.C. Медведевым, В. В. Калиненко, E.H. Невесским и др. В восьмидесятые года в беломорском регионе активно работала экспедиция ВСЕГЕИ под руководством М.А. Спиридонова.

Большинство геолого-геоморфологических работ по данному региону, за исключением ранних публикаций В.П.Зенковича и B.C. Медведева и отдельных более поздних работ других исследователей (Кошечкин, Чувардинский), посвящены изучению строения и истории развития дна Белого моря, но и в них отражен ряд ценных сведений и теоретических обобщений по береговой зоне.

Белое море, и в часности, его западные берега, - небольшой, казалось бы хорошо известный, но тем не менее один из интереснейших и перспективных объектов изучения геоморфологии морских берегов. Эти берега являются своеобразным полигоном, на котором учеными разных специальностей, в особенности - экологами и гидробиологами в течении нескольких десятилетий проводятся детальные исследования. Уникальные результаты иногда буквально "повисают в воздухе", так как большая часть ныне существующих классификаций охватывает более крупные формы рельефа, чем мозаика мелких, не всегда четко выраженных элементов, составляющих чрезвычайно разнородную береговую зону Кандалакшского залива Белого моря. В свою очередь, изучение структуры литоральных биоценозов может дать ключ к пониманию некоторых особенностей строения и развития абиотических элементов экосистемы. Значительная часть акватории и берегов Кандалакшского залива относится к раз-

ным типам охраняемых территорий, что позволяет изучать развитие береговой зоны при отсутствии антропогенной нагрузки.

Актуальность темы определяется слабой изученностью рельефа и формирующих его процессов фиардовых приливных берегов.

Цели и задачи работы. Основной целью работы является исследование геоморфологии и процессов литодинамики на фиардовых берегах Белого моря. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

- исследование основных форм рельефа, встречающихся в береговой зоне Кандалакшского залива и выявление закономерностей их распределения;

- составление крупномасштабных геоморфологических карт на различные участки берегов;

- выявление условий и процессов формирования рельефа фиардовых приливных берегов;

- исследование динамики берегов и выявление взаимосвязей рельефа с флорой и фауной литорали.

Фактический материал. Для решения поставленных задач были привлечены результаты многолетних (1993-1998 гг.) полевых, судовых и стационарных наблюдений за строением и динамикой береговой зоны и побережья Белого моря. На первом этапе проводилось полевое обследование территории, крупномасштабное (1:25000 - 1:10000) геоморфологическое картографирование береговой зоны, изучение строения рыхлых отложений. Детальными геоморфологическими исследованиями были охвачены отдельные участки Кандалакшского, Поморского и Онежского берегов. Также велись полустационарные наблюдения за процессами ледового разноса, абразии и флотации на полигоне Беломорской биологической станции МГУ.

Кроме того, в диссертации широко используются опубликованные работы по данной проблематике и району исследований.

Научная новизна работы.

1. Получены новые данные о геоморфологическом строении фиардовых берегов приливных морей.

2. Впервые для региона проведен анализ различных агентов рельефооб-разования и их вклада в формирование побережья.

3. Предложена классификация малых губ и проливов Кандалакшского залива Белого моря.

4. Проведено подробное описание береговых форм рельефа приливного моря в условиях изрезанного фиардового приливного побережья Кандалакшского залива.

Практическое значение диссертации заключается в разработке методики комплексного изучения рельефа береговой зоны фиардового приливного моря, используемой при проведении учебной геолого-геоморфологической практики студентов кафедры геоморфологии и палеогеографии, а также сотрудниками Беломорской биологической станции МГУ и Кандалакшского Государственного заповедника в учебной и научной работе.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы опубликованы в серии статей и докладвыались на международном семинаре "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей" в г. Кандалакше (1997, 1998 гг.), а также ряде конференций студентов и аспирантов МГУ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав текста, заключения и списка литературных источников (170). Работа содержит 162 стр. машинописного текста, 66 рисунков и 11 таблиц.

В первой главе дается обзор основных представлений о строении и происхождении фиордовых и фиардовых побережий, и рассматриваются основные фиардовые берега мира.

Во второй главе дается общее физико-географическое описание беломорского региона, рассматриваются его климатические и океанографические особенности, показывается, в каких условиях происходит формирование фиардовых берегов в этом регионе. Особое внимание уделяется припайным льдам, во многом определяющим специфику развития береговой зоны субарктических морей.

В третьей главе рассматривается геолого-геоморфологическое строение беломорского региона, его берегов и дна. Наибольшее внимание уделяется геолого-геоморфологическому и тектоническому строению западного побережья, и в особенности - Кандалакшского залива. История развития Беломорского региона и распределение четвертичных отложений позволяют выявить мно-

гие закономерности распределения типов расчленения берегов и приуроченных к ним форм рельефа.

В четвертой главе подробно рассматриваются различные типы заливов, островов, и более мелких форм рельефа, характерных для фиардово-шхерных берегов. Приводится описание и классификация основных элементов рельефа берегов Кандалакшского залива.

В пятой главе приведены данные по строению, генезису и динамике основных форм рельефа береговой зоны Кандалакшского залива. На основании анализа рельфообразующих факторов приводится классификация комплексов рельефа, характерных для различных участков фиардовых берегов западной части Белого моря. Рассматриваются некоторые взаимосвязи между биотическими и абиотическими составляющими прибрежной экоситемы.

Работа выполнена на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством доктора географических наук, профессора Г.А. Сафьянова, которому автор выражает глубокую признательность.

Автор благодарит за помощь в работе профессора A.A. Лукашева, доцента Е.И. Игнатова и других сотрудников кафедры геом�