Изучением вечной мерзлоты в верхнем течении р. Пясины занимался еще А.Ф. Миддендорф, в ноябре 1843 г. составивший мерзлотный разрез на глубину около 4 м в районе станка Введенского, в 23 км по Пясине от места выхода ее из озера Пясина [Middendorff, 1848]. При этом было установлено на надпойменной террасе Пясины (по схеме автора этих строк каргинской) понижение температур с глубиной до -5.6°С на глубине 3,94 м в ноябре. Эти данные, к сожалению, для района Пясины до сих пор остаются единственными; лишь к югу от р. Пясины в Норильске и его окрестностях за последние годы систематически изучался мерзлотный режим и ряд связанных с вечной мерзлотой явлений. В задачи автора, проводившего в 1941-1942 гг. в бассейне Пясины, в основном в пределах Таймырской депрессии, маршрутные геологические исследования, наблюдения над вечной мерзлотой не входили и ввиду ограниченности времени сколько-нибудь систематически вестись не могли. Однако попутно со сбором геологических материалов оказалось возможным выявить некоторые факты, касающиеся вечной мерзлоты. Их описанию и посвящена настоящая статья.

Ископаемые льды. В строении берегов Пясины и ее притоков ископаемые льды значительной роли не играют, что и понятно, если учесть преимущественное развитие в Таймырской депрессии морских четвертичных отложений, в которых можно допустить нахождение лишь эпигенетических льдов. При этом нельзя забывать и о том, что, как правило, в естественных обнажениях ископаемые льды встречаются гораздо реже, чем на невскрытых эрозией участках (вследствие быстрого вытаивания). Только на окраинах Таймырской депрессии, вблизи уступов Средне-Сибирского плоскогорья и гор Быранга, там, где Пясина и ее притоки прорезают конечноморенные гряды, кажется вероятным нахождение значительных масс ископаемых льдов. И действительно, здесь мы встречаем наиболее мощные залежи льда видимой мощностью в обнажениях до 8 м, имеющие обычно линзовидную форму, протяженность порядка 15-30 м и вскрывающиеся либо в обнажениях по берегам рек и оврагов, либо в обрывах, обращенных к озерам (фиг. 1). Такие ледяные линзы бывают приурочены как к валунным суглинкам (моренам), так и к флювиогляциальным осадкам, чаще всего пескам. Иногда внутри льда наблюдаются терригенные включения, и даже целые прослойки минерального грунта. Распространенность подобных ледяных образований нельзя признать очень широкой, по крайней мере, в обнажениях они наблюдаются редко. Гораздо чаще можно видеть преимущественно в суглинках, как моренных, так и флювиогляциальных, небольшие ледяные прослойки, линзы и вертикальные прожилки, измеряемые сантиметрами и быстро выклинивающиеся.

Происхождение крупных ледяных тел, поскольку они связаны с породами ледникового комплекса, естественнее всего считать ледниковым, рассматривая эти льды как остатки ледниковых покровов, заходивших в депрессию со Средне-Сибирского плоскогорья и с гор Бырранга. Однако сравнительно небольшие все же размеры ледяных линз и приуроченность их нередко к осадкам водного происхождения говорят как будто за то, что если не все, то многие включения льда являются не остатками ледника, а погребенными под флювиогляциальными отложениями древними снежниками, наледями, быть может речными и озерными льдами. Условия для консервации таких льдов у края ледника с его бурной деятельностью талых вод, приносивших массу осадков, бесспорно были благоприятными. Конечно, под флювиогляциальными отложениями легко могли быть погребены и отшнуровавшиеся от ледникового покрова глыбы льда, в основании которых в таком случае должен был бы сохраниться пласт морены, а внутри (что иногда и наблюдается) отдельные включения ее.

Подобное же происхождение можно допустить и для некоторых мелких ледяных включений в валунных суглинках, по-видимому, представляющих сохранившиеся в морене участки глетчерного льда (при условии, что морена после своего отложения не оттаивала). Однако, большинство встречающихся в породах мелких прослоек и прожилков льда, а также несомненно и часть крупных ледяных тел образовались в последующее время путем концентрации льда при замерзании первоначально талых, насыщенных водою пород, или за счет проникающих по трещинам и по капиллярам поверхностных вод. В обоих случаях мы, вероятно, имеем дело с явлениями, относящимися еще к ледниковой эпохе, так как ледяные включения располагаются часто на значительной глубине от поверхности и не обнаруживают связи с зоной циркуляции современных вод - деятельным слоем, что должно было бы быть, если бы льды возникали в настоящее время.

Льды ледникового происхождения встречаются и южнее озера Пясина, по краям широкой Норильской впадины, где они, представляя включения в морене, имеющие мощность до 11-15 м, совместно с последней участвуют в сложении холмистых моренных ландшафтов. Вытаивая, ископаемые льды Норильской впадины способствуют образованию многочисленных провальных озер и усилению расчлененности рельефа.

Совершенно иные условия для формирования ископаемых льдов мы имеем в районах Таймырской депрессии и Норильской впадины, где развиты лишь позднечетвертичные морские, озерные и речные отложения. Погребенные льды встречаются и здесь, но реже, будучи в большинстве случаев приурочены к подошве деятельного слоя и залегая под торфянистым покровом. Иногда лед образует вертикальные жилы неправильной формы, уходящие от подошвы деятельного слоя на глубину до 8-10 м и дающие ряд горизонтальных разветвлений по плоскостям напластования (фиг. 2). Мощность таких ледяных жил нередко превышает 1-1,5 м. В нескольких обнажениях на Пясине среди морских послеледниковых (каргинских) глин наблюдалась конечная стадия процесса развития ледяных жил, когда порода, будучи рассечена целой сетью вертикальных и горизонтальных прожилков льда, превращается в своеобразную брекчию с ледяным цементом, достигающим в таких случаях 30-50% объема породы (фиг. 3). Местами в позднечетвертичных осадках попадаются линзы льда, находящиеся и на большой глубине от поверхности (до 10-15 м) и либо соединенные с деятельным слоем подводящими ледяными каналами, либо лишенные такой связи. Последнее может объясняться уничтожением идущей сверху жилы льда эрозией или не вскрытием жилы, поскольку в обнажениях мы видим лишь срез данного ледяного тела (фиг. 4).

Так как подавляющее большинство включений и жил льда начинается от основания деятельного слоя, можно не сомневаться в том, что они являются образованиями современной или близкой к современной эпохи. При этом ледяные включения присутствуют не только в позднечетвертичных морских и синхроничных им древнеаллювиальных отложениях, но и в еще более молодых осадках нижней надпойменной и пойменной террас Пясины и ее притоков. То обстоятельство, что даже в пойменных отложениях жилы льда при мощности до 1-1,2 м имеют протяженность по вертикали не менее 5-6 м, показывает, насколько быстро смогут формироваться ледяные включения при благоприятствующем этому климате. В настоящее время наиболее благоприятные для возникновения эпигенетических льдов условия имеют место, по-видимому, в средней части Таймырской депрессии между 71° и 73° с.ш., где ледяные жилы, в частности среди современных осадков речных пойм, встречаются наиболее часто. Надо заметить, что и южнее, в Норильской впадине, ископаемые льды, приуроченные к верхним горизонтам озерных послеледниковых отложений, развиты очень широко, занимая по данным детальных съемок до 8% площади.

Образование ледяных включений в морских, озерных и речных новейших наносах по всем данным надо связывать с проникновением и последующим замерзанием вод, поступающих из деятельного слоя по трещинам и капиллярам и в некоторых случаях распространяющихся по плоскостям напластования пород. Известная способность льда притягивать к себе по капиллярным сосудам воду ведет к постепенному росту возникающих ледяных включений. Этот процесс, протекая из года в год, может в конечном счете повести к появлению мощных ледяных жил и включений, которые мы и наблюдаем в природе.

Именно, может быть, благодаря длительности процесса роста ледяных тел наиболее мощные (до 2,5 м) ледяные жилы автору пришлось наблюдать в раннечетвертичных суглинках в верховьях р. Дудыпты. Если мы примем такое объяснение генезиса льдов в водных осадках бассейна Пясины, то естественно придем к заключению, что если не все, то многие включения льда в ледниковых отложениях, описанных выше, тоже являются эпигенетическими, возникающими за счет проникающих в мерзлые породы поверхностных вод. Предположение о том, что все ископаемые льды представляют остатки снежников, поверхностных наледей или замерзших озер и ручьев, явно неприемлемое для случаев залегания льда среди морских или озерных осадков, только с большой натяжкой может быть принято при нахождении среди аллювиальных наносов вертикальных ледяных тел или линз льда, косо секущих терригенные слои. Напомним кстати, что иногда ледяные включения встречаются и в дочетвертичных породах. Так, на р. Оленеке при разведке богхедов Д.С. Гантман наблюдал над сплошным слоем богхеда ледяные брекчии, подобные описанным выше в четвертичных морских глинах. В этих брекчиях куски богхеда оказались во взвешенном состоянии в ледяной массе, что может быть объяснено лишь постепенным ростом льда, заполнившего трещины в богхеде. В Норильске горизонтальная ледяная жила до 30 см мощностью встречена на глубине 12 м от поверхности даже в изверженных породах: образовалась она, очевидно, путем постепенного расширения первоначальной трещиноватости. Некоторые ледяные тела могут возникнуть и благодаря концентрации льда при замерзании насыщенных водою талых пород. В частности, такое происхождение можно приписать многим ледяным включениям в верхних горизонтах озерных отложений Норильской впадины, бывших талыми до выхода их из-под уровня древнего озера и затем быстро промерзших. При этом благодаря процессам пучения, возможно, возникли свойственные озерным террасам Норильской впадины мелкобугристые ландшафты, в дальнейшем еще более осложненные действием тепловой эрозии.

Мерзлотные бугры. Ни в одном случае наблюдавшиеся автором в обнажениях ископаемые льды не отражались на современном рельефе в форме бугров пучения. Имеющееся указание Н.Б. Вассоевича о мерзлотном бугре высотою 6 м, подмываемом р. Авам и содержащем ледяное ядро мощностью до 5 м, требует проверки, так как аналогичные сообщения этого исследователя, относящиеся к Пясине и Дудыпте, нами не подтвердились. Наблюдавшиеся автором этих строк мерзлотные бугры не были подмыты реками, почему об их внутреннем строении ничего определенного сказать нельзя. Во всяком случае, присутствие чистого льда в ядрах бугров не кажется обязательным; весьма вероятно, что многие бугры целиком состоят из льдистых грунтов, которые при таянии будут сравнительно мало отличаться от окружающих пород. Все же в некоторых буграх ледяное ядро, несомненно, присутствует. Так, на левобережье р. Дудыпты, к югу от р. Пайтурмы на обширной лайде, среди которой разбросано много мерзлотных бугров, экспедиции Норильского комбината удалось найти разрез одного такого бугра. Этот бугор высотою 11 м расположен на берегу озера и как бы срезается последним. В обрыве, обращенном к озеру, вскрываются:

1)    торф с неразложившимися растительными остатками 3-4 м;

2)    лед без каких-либо включений 7 м;

3)    глина видимой мощности 1 м.

Среди мерзлотных бугров в бассейне Пясины прежде всего бросаются в глаза бугры типа булгунняхов, подробнее описанные автором, из окрестностей Усть-Енисейского Порта [Сакс, 1940]. Распространение булгунняхов по Пясине и ее притокам обнаруживает известную зональность, что указывает на приуроченность булгунняхов к определенной климатической зоне. Так, в северной части Таймырской депрессии попадаются лишь единичные бугры (на рр. Пуре, Янгоде, Пясине, ниже устья Дудыпты), не обнаруживающие признаков роста и сильно расчлененные эрозией. Южнее, на Агапе и на Дудыпте наблюдаются булгунняхи, как одиночные, так и группами, от двух до пяти, иногда очень высокие (булгуннях Ярыгин в верховьях Дудыпты имеет в высоту 28 м), с крутыми, до 35-40°, склонами. На вершинах некоторых булгунняхов обнаружены кратерообразные воронки, заполненные водою. Подавляющее большинство булгунняхов расположено на поверхности надпойменной (каргинской) террасы Дудыпты и Агапы, но отдельные булгунняхи попадаются и на пойменной террасе, в частности в низовьях Дудыпты, а также на водораздельных пространствах. Все без исключения булгунняхи приурочены к низким заболоченным лайдам, изобилующим мелкими блюдцеобразными озерами. Часто озера находятся в непосредственной близости к булгунняхам, но ни разу не приходилось наблюдать крупные булгунняхи, возвышающиеся среди озер. Слабая степень расчлененности булгунняхов эрозией, несмотря на наличие на склонах некоторых из них радиальных трещин, образовавшихся вследствие разрывов почвенного слоя при поднятии, сохранение на склонах элементов микрорельефа, свойственных окружающей низинной тундре (например, на склонах булгунняхя Ярыгин, изображенного на фиг. 5, видны крупные полигоны, сохранившиеся от развитого у его подножья полигонального болота), - все это с несомненностью свидетельствует об очень недавнем образовании большинства встреченных в данной зоне булгунняхов. На вершинах и на склонах булгуннйхов, а также в - разрезах лайд вблизи их подножья выходят, как правило, аллювиальные супеси, реже пески с растительными остатками. Покров торфа ни на одном крупном булгунняхе обнаружен не был.

В еще более южных районах, в верховьях Пясины и вблизи оз. Пясина, в зоне современной лесотундры, крупных булгунняхов нет. Встречающиеся здесь мерзлотные бугры до 9 м высотою представляют молодые зарождающиеся булгунняхи. В одном случае к востоку от оз. Пясина, посреди небольшого озера наблюдался бугор 2,5-3 м высотою, образующий островок с довольно крутыми склонами и с кочками на поверхности. К югу от оз. Пясина, в пределах Норильской впадины автору не пришлось видеть бугров типа булгунняхов, по-видимому, их тут уже нет. Севернее оз. Лама, на его озерной террасе были обнаружены лишь группы торфяных бугров, имеющих высоту до 6-7 м, иногда вытянутых в одном направлении в виде грядок, иногда округлой формы, большей частью с пологими склонами. С поверхности эти бугры сложены, торфом более 0,8 м мощностью. Подобные же торфяные бугры, только несколько меньших размеров, были встречены и в других частях Норильской впадины, чаще всего во впадинах мелкобугристого ландшафта, характерного для распространенных здесь озерных послеледниковых террас.

Приведенные выше данные бесспорно свидетельствуют о том, что развитие крупных мерзлотных бугров-булгунняхов свойственно определенной климатической зоне, примерно совпадающей с северной частью зоны лесотундры и южной частью зоны типичных тундр. В недалеком прошлом, когда климат был теплее, зоны развития булгунняхов были смещены к северу, вследствие чего мертвые булгунняхи в своем распространении выходят на север за пределы области растущих в настоящее время бугров. По этой же причине в зоне современных лесотундр мы находим лишь небольшие, недавно зародившиеся булгунняхи. Мнение о связи их с определенными климатическими условиями высказал еще В.И. Андреев [1936], тогда как автор в своей предыдущей работе [Сакс, 1940] считал основным фактором в развитии булгунняхов наличие предпосылок для осушения озер. Последнее, надо полагать, может служить импульсом для зарождения и роста булгунняхов, но необходимость для этого известных климатических данных, обусловливающих известные пределы мощности деятельного слоя, указывает на то, что появление булгунняхов связано с циркуляцией надмерзлотных грунтовых вод и, следовательно, возможно вне связи с озерами. Приуроченность булгунняхов к лайдам, изобилующим озерами, легко объяснима, так как именно здесь деятельный слой в наибольшей степени насыщен водою.

Помимо булгунняхов, на Пясине встречаются и небольшие мерзлотные бугры иного типа, а именно типа, описанного автором в районе Усть-Енисейского Порта под названием мерзлотных бугров возвышенностей [Сакс, 1940]. Это небольшие песчаные холмики высотою 0,5-1,5 метра, редко больше, которые чаще всего встречаются на вершинах холмов и сопок, но иногда попадаются и на равнинных участках, например, на террасах. В южной части Таймырской депрессии бугры возвышенностей наблюдаются особенно часто, достигая в высоту 1,5 м, по мере продвижения на север количество их становится меньше, но все же они сохраняются и в северных частях депрессии. Так на правобережье р. Янгоды на значительных возвышенностях, сложенных с поверхности песчано-гравийно-галечниковыми образованиями, в большом количестве на вершинах почти всех сопок присутствуют холмики высотою 0,7-2 м (иногда по нескольку на сопке). Как показали расчистки (фиг. 6), эти холмики, поросшие с поверхности травой, сложены среднезернистыми песками с редкой галькой, прикрытыми довольно мощным почвенным слоем (15-20 см). На уровне подножья холмика пески постепенно переходят в песчано-гравийно-галечниковый слой, развитый на всей сопке и с поверхности обнаженный (покрыт слоем гальки), что придает холмикам, покрытым густой травой, особенно экзотический вид.

На склонах многих возвышенностей и на высоких берегах рек нередко можно видеть холмы, резко выдающиеся над общей поверхностью склона и обычно прикрытые валунно-галечниковым плащем (фиг. 7). Впредь до выяснения внутреннего строения таких холмов было бы рискованно связывать их возникновение с процессами мерзлотного пучения, как это сделал автор в 1940 г. Вне всякого сомнения, подобные холмики образуются и в результате эрозионного расчленения склона промоинами, причем появляющиеся холмы-останцы предохраняются от дальнейшего размыва валунно-галечниковым покровом на их поверхности. Такова же природа многих изолированных сопок на водораздельных плато, несущих на себе валунно-галечниковый плащ, который и обусловил их сохранение в виде эрозионных останцов. Ничего общего с мерзлотой такие сопки, разумеется, не имеют.

Тепловая эрозия. Явления так называемого термокарста в бассейне Пясины, несмотря на незначительное в общем развитие ископаемых льдов в обнажениях, наблюдаются очень часто. Прежде всего просадка и провалы грунтов отражаются на характере озер, приуроченных к водораздельным плато. Берега таких озер обычно очень крутые, нередко даже обрывистые, причем в отдельных случаях высоты обрывов доходят до 15-20 м. Своеобразный вид имеют многие озера в области развития моренных ландшафтов у северного окончания оз. Пясина. Здесь можно видеть холмы, как бы срезанные образовавшимся у их подножья озером (фиг. 8). Обращенные к озеру обрывы, дающие разрезы подобных холмов, иногда заключают и линзы ископаемых льдов, чаще же позволяют видеть лишь оплывающие полужидкие массы минеральных грунтов, бывших, надо думать, в мерзлом состоянии насыщенными льдом.

Чрезвычайно широкое распространение провальных озер на прилегающих к Пясине водораздельных плато как среди ледниковых (на окраинах Таймырской депрессии), так и среди морских и озерных отложений (например, в средних частях депрессии), делают маловероятным образование их на месте вытаивающих залежей ископаемого льда. По-видимому, для возникновения озер достаточно наличия на данном участке пород, содержащих лед в количестве, обусловливающем просадку грунта при его таянии. Появляющиеся на поверхности хотя бы незначительные скопления воды (во впадинах, в мочажинах бугристых болот, в небольших слабо дренируемых промоинах) уже вызывают протаивание под ними почвы,, осадку ее и тем самым увеличение образующегося водоема, начинающего более интенсивно воздействовать на лежащие под ним и по его краям породы и благодаря этому все более увеличивающегося по площади и в глубину. Если на берегу такого растущего озера окажутся холмы (в условиях моренных ландшафтов, развитых на окраинах депрессии, это более чем вероятно), тепловая эрозия начинает действовать и на них: появляются обрывы, сначала небольшие, затем, по мере роста, все быстрее разрушающиеся. Конечно, в случае нахождения внутри холма крупных масс ископаемого льда тепловая эрозия получит новый импульс для более интенсивной деятельности, но, надо полагать, она может быть активной и без наличия льдов.

То обстоятельство, что провальные с обрывистыми и высокими берегами озера, как правило, приурочены к водораздельным плато, наводит на мысль о необходимости длительного промежутка времени для формирования таких озер. На послеледниковых морских и речных террасах мы находим озера значительно реже и притом обычно типа блюдцев - мелководные озера с низкими, часто заболоченными берегами, лежащими почти на том уровне, что и равнинная поверхность террасы. Это нельзя отнести только за счет своеобразия рельефа террас, так как в центральных частях Таймырской депрессии водораздельные плато обладают преимущественно равнинным рельефом, и тем не менее большинство озер врезано довольно глубоко в их поверхность. Правда, в Норильской впадине на послеледниковых озерных террасах мы находим также значительно расчлененный рельеф с массой мелких озер, занимающих глубокие, с крутыми склонами впадины. Здесь это объясняется, по-видимому, широким развитием ископаемых льдов в верхних горизонтах разреза, что уже отмечалось выше и что обусловило повышенную интенсивность процессов тепловой эрозии.

Тепловая эрозия не ограничивается, конечно, берегами озер, а в еще большей степени проявляется по берегам рек, в первую очередь Пясины. При разрушении речных берегов, особенно среди глинистых пород, роль тепловой эрозии приобретает главенствующее значение. При таких условиях размыв берега идет не параллельно направлению течения реки, путем подмывания береговых обрывов, а в перпендикулярном направлении, путем образования на сравнительно пологом береговом склоне ряда глубоких промоин, по которым ежегодно огромные грязевые потоки выносят слагающие берег породы в реку. Часть этих полужидких масс сразу же попадает в водный поток, часть задерживается на береговых отмелях и размывается рекой лишь в следующее половодье. Разрушающийся таким образом берег имеет весьма характерный вид - пологий склон, рассеченный многочисленными оврагами, часто заканчивающимися циркообразными расширениями. В качестве примера можно указать на р. Пуру, берега которой высотою до 80-90 м, полого опускающиеся к реке, прорезаны рядом глубоких оврагов, дающих прекрасные обнажения.

Об интенсивности описываемого процесса может дать представление следующий факт. В одном из обрывов в среднем течении Пясины, сложенном морскими послеледниковыми глинами, автор, спускаясь в 1941 г. по реке, мог видеть лишь небольшие, частично уже задернованные промоины. Спустя 18 дней здесь образовалась свежая промоина, прорезающая склон берега высотою в 28 м, не менее чем на 5 м в ширину и на 12 м в глубину. Грязевые потоки из этой промоины стекали непосредственно в реку, пересекая галечниковую отмель шириною около 50 м. При посещении этого же пункта в 1942 г. автор нашел тут уже глубокий овраг свыше 30 м длиной, борта которого были покрыты осыпями глин; свежих грязевых потоков не было. Очевидно, необходимой предпосылкой для возникновения подобного оврага является наличие хотя бы небольшой промоины на склонах берега, в которую могли бы устремиться поверхностные воды, оттаивая подстилающие, насыщенные льдом породы и тем самым вызывая переход их в полужидкое состояние. Отсюда становится ясной роль поверхностных вод, а, следовательно, и осадков в разрушении берегов. Действительно, наблюдения автора в бассейне Пясины, а также до этого на Енисее у Усть-Енисейского порта показали, что появление свежих промоин, обвалов на берегах, крупных оползней всегда следует за периодами дождей. По-видимому, увеличение количества летних осадков должно повлечь за собою значительное усиление тепловой эрозии, тогда как уменьшение осадков вызовет, наоборот, консервацию мерзлоты (вне зависимости от изменения температур воздуха).

Тепловая эрозия, конечно, воздействует и на береговые обрывы, обращенные непосредственно к реке, но здесь ее роль несколько слабее. Обрывы эти подмываются реками почти исключительно во время весенних половодий, когда мерзлота оттаивает очень слабо, вследствие чего затруднен и размыв берегов. Летом же обрывы защищены от действия тепловой эрозии достаточно мощным оттаявшим слоем, потерявшим уже избыточную воду и потому сохраняющимся в устойчивом состоянии. Этот слой мог бы быть размыт во время летних паводков, но таковых на Пясине и ее притоках нет (сказывается регулирующее влияние оз. Пясина, из которого вытекает Пясина, а также то, что основные притоки Пясины начинаются внутри низменности, обычно в озерах). На других арктических реках, берущих начало в горах, например, на Хете, летние паводки бывают выше весенних и интенсивно размывают в таких случаях береговые обрывы, обнажая в них мерзлые породы и содействуя этим действию тепловой эрозии.

Своеобразный характер носит тепловая эрозия на обрывах пойменной террасы Пясины и ее притоков. Эти обрывы, достигающие на Пясине высоты 8-9 м, в отличие от более высоких береговых склонов, размываются реками не в период половодья, а при меженном или близком к нему уровне вод. Поэтому у их подножья нет поднимающихся над меженным уровнем отмелей, и речные воды в течение всего лета подмывают основание обрывов и, оказывая в первую очередь тепловое воздействие, оттаивают и разрушают подножья обрывистых склонов поймы. В результате здесь образуются нависающие над рекой карнизы, нередко выдающиеся вперед на 2-3 м (фиг. 9). Этому способствует еще то обстоятельство, что в строении верхних горизонтов пойменной террасы Пясины и ряда ее притоков значительное участие принимает наносный торф, обладающий большей связностью, нежели песчано-глинистые осадки. Последние, в случае, если они целиком слагают разрез поймы, также дают карнизы, но быстрее разрушающиеся, так как, во-первых, скорее оттаивают и, во-вторых, сразу же после оттаивания - осыпаются. Торфянистые грунты, напротив, долго сохраняются в мерзлом состоянии и не обваливаются даже после оттаивания. Разрушение карнизов в таких случаях происходит путем отрыва крупных блоков площадью до 10-12 кв. м, обрушивающихся в воду, вероятно в основном под действием собственной тяжести. Нередко такие глыбы, перевернутые или поставленные на ребро, почти сплошь закрывают берег, придавая ему исключительно оригинальный вид (фиг. 10) и крайне затрудняя дальнейший размыв.

Заканчивая рассмотрение процессов тепловой эрозии, нельзя не указать, что, несмотря на их широкое развитие в бассейне Пясины, на обилие здесь провальных озер и усиленное разрушение речных и озерных берегов, было бы ошибкой говорить о деградации мерзлоты в данном районе. Процессы разрушения мерзлоты на поверхности, несомненно, идут параллельно с процессами формирования мерзлоты (промерзание образующихся террас, дна осушающихся озер, возникновение, мерзлотных бугров). Для решения вопроса о том, имеет ли место в интересующем нас районе деградация или, напротив, агградация мерзлоты, нужно знать количественную сторону явлений, знать, преобладают ли в общем тепловом балансе процессы оттаивания над промерзанием или наоборот. Для суждения об этом в бассейне Пясины, как и в большинстве других районов развития вечной мерзлоты, данных еще недостаточно.

Мощность вечной мерзлоты. Для выяснения мощности вечной мерзлоты и ее распространения в бассейне Пясины, исследования автора, проводившиеся исключительно на поверхности, не могли дать сколько-нибудь полного материала. Пясина на всем своем протяжении находится в пределах арктической зоны Сибири, заходя только верховьями в область лесотундры. Поэтому, казалось бы, естественным считать, что в бассейне Пясины развита сплошная вечная мерзлота, мощность которой, судя по данным буровых скважин к западу от бассейна Пясины, в Усть-Енисейском порту (до 450 м), к востоку, в районе Нордвика и бухты Кожевникова (до 600 м) и, наконец, на юге, в Норильске (не менее 300 м), должна измеряться несколькими сотнями метров.

Действительно, на участках, приподнятых над уровнем рек и озер, мы всюду находим признаки близкого к поверхности залегания вечной мерзлоты. Под сухими торфяными грунтами мерзлота в среднем течении Пясины нередко оказывается на глубине 20-30 см, тогда как рядом, во впадинах, сильно увлажненных или даже заполненных водою, кровля мерзлоты опускается иногда до 1-1,5 м (на основании наблюдений в последних числах августа и в сентябре). Но отсюда было бы преждевременным делать вывод о повсеместном распространении мерзлоты и, следовательно, об отсутствии сквозных таликов в бассейне Пясины. К югу от оз. Пясина в пос. Валек, на берегу р. Норилки в буровой скважине, заложенной в 15 м от реки, мерзлые породы вовсе не были обнаружены. Очевидно, под руслом Норилки, являющейся, как известно, продолжением Пясины к югу, мерзлота полностью выклинивается, несмотря на мощное развитие ее на соседних междуречных пространствах и, несмотря на то, что водосбор р. Норилки целиком находится в пределах арктической зоны. Последнее исключает отепляющее влияние масс воды, приносимых с юга, как это имеет место, например, на Енисее, под которым в районе Усть-Енисейского порта буровыми и электроразведочными работами неоспоримо доказано отсутствие мерзлоты. О наличии сквозных таликов свидетельствуют и выходы подземных вод, наблюдавшиеся в ряде пунктов Норильского района, преимущественно у подножья сложенных траппами возвышенностей. Связанные с глубинными водами источники обусловливают задержку на 2-3 месяца в замерзании многих горных речек, а также появление крупных наледей, особенно частых в местах выхода рек из гор на равнину. Некоторые источники, например на Хантайском озере, отличаются повышенным содержанием поваренной соли, что также способствует сохранению воды в жидком состоянии даже при отрицательных температурах.

Есть все основания думать, что мерзлоты нет и под крупными озерами исследованного района (оз. Пясино, Мелкое, Половинное), представляющими пресноводные бассейны с глубинами, не допускающими возможности зимнего промерзания этих озер до дна. В таких условиях немыслимо длительное сохранение под озерами мерзлоты, подвергающейся тепловому воздействию сверху и снизу. В недалеком прошлом мерзлота на дне оз. Пясина вероятно существовала, так как судя по наличию здесь затопленного речного русла, соединяющего рр. Норилку и Пясину, было время; когда озеро осушалось, и дно его, следовательно, могло промерзать. Бесспорно, отсутствует мерзлота под наиболее глубокими озерами Норильского района (Лама, Глубокое, Хета, Ыткель), в которых глубины доходят до 200 м (оз. Лама). С меньшей уверенностью мы можем говорить об отсутствии мерзлоты под самой Пясиной и ее крупными притоками, хотя по аналогии с Норилкой такое положение представляется вполне допустимым. Вне всякого сомнения, верхняя граница мерзлоты под отепляющим влиянием рек должна глубоко погружаться, но происходит ли полное выклинивание мерзлоты, сказать трудно. Для этого нужны специальные исследования (в зависимости от особенностей геологического строения мерзлота может исчезать на одних участках и сохраняться на других). На Пясине при ее ширине (до 2-3 км) и значительных глубинах (до 20-25 м) полное отсутствие мерзлоты кажется более вероятным. Многочисленные, сравнительно крупные озера, разбросанные в бассейне Пясины, тоже могут иметь на дне сквозные талики. Под мелкими озерами талики существуют, но, надо полагать, не сквозные (мощность таких таликов может измеряться многими десятками метров).

Для уяснения Характера вечной мерзлоты и ее возраста в бассейне Пясины необходимо считаться с геологическим строением местности и вытекающими отсюда палеогеографическими выводами. Как показали наши наблюдения, Пясина почти на всем своем протяжении, а также ряд ее притоков, протекают среди широкой террасы, названной автором каргинской и сложенной осадками глубоко вдававшихся в сушу морских заливов и проливов. К югу эти заливы, постепенно опресняясь, переходили в солоноватоводные и даже пресноводные эстуарии, к которым примыкали выполненные аллювием широкие речные долины. Еще южнее располагались большие озера, в частности озеро, объединявшее собой современные озера Пясино, Мелкое, Лама и Глубокое.

Судя по значительной мощности осадков (более 45-50 м), мерзлота на дне каргинских водных бассейнов не должна была сохраняться. Для опресненных водоемов, очевидно, условия были тогда близки к условиям современных озер с той лишь разницей, что климат в каргинскую эпоху, как показывают пыльцевые анализы и находки древесных остатков севернее современной границы леса, был значительно теплее. В более северных районах соленые воды моря могли на первый взгляд иметь отрицательную температуру (по крайней мере, в придонных слоях), способствуя тем самым сохранению мерзлоты. Конечно, даже в таком случае слой отрицательных температур на дне залива не мог обладать очень большой мощностью (температура не могла быть ниже 1.5-1.9° и должна была повышаться вглубь в соответствии с геотермическим градиентом). Однако, в действительности, присутствие среди донной фауны каргинского моря ряда форм, не выдерживающих постоянных отрицательных температур и в настоящее время не заходящих в высокоарктические моря (Rhynchonella psittacea, Balanus hameri, Mytilus edulis, Pecten islandicus, Puncturella noachina), заставляет отказаться от мысли о холодноводности каргинского моря и, тем самым, исключает предположение о длительном сохранении под ним мерзлоты.

Таким образом, надо прийти к заключению о появлении мерзлоты на значительных площадях в бассейне Пясины после отступания каргинского моря и осушения связанных с ним озер, следовательно, в послеледниковое время (каргинская трансгрессия имела место после последнего в районе Таймырской депрессии крупного оледенения и, вероятно, на первых фазах своего существования была синхронична последним стадиям оледенения Средне-Сибирского плоскогорья и Таймыра). К сожалению, мы не располагаем данными о мощности мерзлоты на каргинской террасе, невидимому все же большой, судя хотя бы по наблюдениям А.Ф. Миддендорфа, нашедшего здесь температуры того же порядка, что и на каргинской террасе Енисея, где мерзлота уходит вглубь на 250-300 м.

Вероятно (особенно, если предположить, что под руслом Пясины мерзлота полностью исчезает), что на речных террасах, вложенных в морскую каргинскую террасу, мощность вечной мерзлоты должна быть меньшей. Действительно, мерзлота тут возникала лишь по мере выхода отдельных участков террас из-под уровня рек и, следовательно, должна иметь наименьшую мощность на формирующихся сейчас, пойменных террасах (у Усть-Енисейского порта мощность мерзлых пород на пойме не превосходит 50-100 м, сходя на-нет по мере приближения к современному руслу Енисея и возрастая при удалении от него). Напротив, на водораздельных плато, промерзание которых должно было начаться еще в конце последней ледниковой эпохи (до начала каргинской трансгрессии, но после отступления ледников и регрессии водного бассейна, занимавшего Таймырскую депрессию в период максимума оледенения), толща вечной мерзлоты, по-видимому, обладает наибольшей мощностью, конкретные величины которой пока нам неизвестны, но, вероятно, опять-таки по аналогии с Усть-Енисейским портом, близки к 500 м.

Было бы ошибкой рассматривать приведенные выше выводы о мощности вечной мерзлоты вне связи с рядом других факторов, которые в конечном счете и определяют мощность мерзлоты в каждой данной точке. Пути движения подмерзлотных вод, их минерализация, восходящие потоки глубинных газов, литология пород и особенно их водопроницаемость, наконец, тектоника, поскольку с нею связаны гидрогеологические условия и смена геологического состава пород, - все это оказывает влияние на глубину промерзания и температурный режим мерзлой толщи. Поэтому для изучения вечной мерзлоты совершенно необходимы исследования на месте, прежде всего в буровых скважинах, что пока для бассейна Пясины (за исключением небольшого района Норильска) целиком является делом будущего. Мы знаем только, что в бассейне Пясины присутствуют гидрохимические осадки (есть указания и на наличие соляных куполов), предполагаем, что это сказывается на минерализации даже поверхностных вод, например, на повышенной минерализации вод левого притока Пясины р. Пуры, и можем быть уверены, что это оказывает огромное влияние на мерзлотный режим отдельных участков.

ЛИТЕРАТУРА

Андреев В.Н. Гидролакколиты (булгунняхи) в Западно-Сибирских тундрах // Известия Государственного географического общества. 1936. Т. 68. Вып. 2.

Сакс В.Н. Некоторые данные о вечной мерзлоте в низовьях Енисея // Проблемы Арктики. 1940. № 1.

Middendorff A. Th. Sibirische Reise, Bd. I. Th. 1. SPb., 1848.

V.N. SACHS

SOME DATA ON THE FROZEN GROUND IN THE BASIN OF THE PYASSINA RIVER
 

In the basin of the Pyassina the frozen ground is developed everywhere, being absent only under large rivers and lakes. The thickness of the frozen layer amounts to several hundreds of meters. The fossil ice forming lenses and veins in the upper horizons of the frozen ground is not extensively developed. In most cases the ice is epigenetic, but within it ice inclusions preserved since the glacial period (in moraines) may be present. Frequently there occur frozen knobs („bulgun-niakhs"), small knobs on elevations, peat knolls; each type of frozen knolls is peculiar to a definite geographical zone. Phenomena of thermal karst are extensively developed, being related not only to lenses of fossil ice but to a degradation of frozen ground in general.

Текст оцифровал Д.Горбунов

Ссылка на статью:

Сакс В.Н. Некоторые данные о вечной мерзлоте в бассейне реки Пясины // Труды горно-геологического управления ГУ СМП. 1945. Выпуск 21. С. 29-43.