Криогенные деформации и криогенные формы рельефа

Для микро- и мезорельефа областей с вечной мерзлотой характерны структурные грунты – формы рельефа, возникающие в результате сортировки влажного грунта при многократном его замерзании и оттаивании. К ним относятся:

1) каменные многоугольники – слабо выпуклые участки в виде пятен мелкозема, окруженные валиками (бордюрами) камней.

2) каменные кольца образуются, когда каменные валики не касаются друг друга. Размеры этих форм 1-2 м в поперечнике в тундрах, а в горах 0,25-0,5 м. При их образовании за счет вымораживания более крупных обломков и смещения их к краям пятен, состоящих из мелкозема, материал сортируется.

3) каменные полосы образуются на поверхностях с крутым уклоном. Под влиянием солифлюкции многоугольники удлиняются, вытягиваются и превращаются в полосы, которые чередуются с полосами мелкозема. Ширина до 5 м.

При неоднократном замерзании и оттаивании глинистых грунтов часто образуются пятна–медальоны – глинистые, лишенные растительности (“голые”) пятна округлой либо неправильной формы размером от полуметра до нескольких метров. Они рассеяны по тундре, покрытой растительностью. Тундра с таким рельефом называется пятнистой или медальонной.

Полигональные грунты тоже относятся к структурным грунтам. Это своеобразный комплекс криогенных форм, обусловленный процессами растрескивания, вымораживания и пучения. Приурочены к горизонтальным поверхностям платформенных низменных равнин (Печорская равнина). Из-за неравномерного сокращения объемов воды в неоднородных по составу породах под воздействием промерзания криогенные толщи подвергаются большим напряжениям, что вызывает деформации растяжения с возникновением новых и развитием старых морозобойных трещин. Во время оттаивания трещины заполняются талыми водами из сопредельных пород. Полигонально-жильные структуры подразделяются на первичные, развивающиеся впервые из морозобойных трещин,и вторичные, формирующиеся в первичных структурах после таяния льдов. Если морозобойные трещины углубляются и их концы проникают в верхнюю зону мерзлых пород, то формируются повторно-жильные льды.

Морозобойные полигоны развиваются с образованием различных систем трещинных морозобойных полигонов. Размеры их определяются литологией пород и составляют от 6-8 до 20-30 м. Правильность очертаний морозобойных полигонов зависит от степени однородности пород: в однородных грунтах развиваются полигоны правильной формы, в неоднородных – неправильные многоугольники.

Морозобойным трещинам в рельефе соответствуют понижения.При проникновении морозобойных трещин вглубь в них возникают ледяные клинья. Со временем они растут, разбивая породу на блоки, и создавая поверхность “блокового рельефа”. Если порода с ледяным клином достаточно пластична, она выжимается в виде валиков, разделенных канавкой, образуя рельеф валиковых вогнутых полигонов.

Наиболее распространенный тип деформаций мерзлых грунтов – пучение, связанное с увеличением объема грунта при замерзании. При этом возникают бугры пучения, часто разбитые радиальными морозобойными трещинами высотой не более 2 м.

В пределах торфянистой тундры возникают условия, благоприятные нарастанию торфа. Ледяные или мерзлые ядра таких бугров, а вместе с ними и торфяные бугры могут существовать очень долго. Обычно они образуют группы, но встречаются и одиночные бугры. Высота их 3-7 м, форма чаще округлая, склоны трещиноватые. Болотистые каналы, отделяющие бугры друг от друга, называются ерсеями. При наличии подтока межмерзлотных или подмерзлотных вод образуются очень крупные бугры с ледяным ядром – гидролакколиты высотой до 30-70 м и шириной до 100-200 м. в Якутии они называются булгунняхи, на Аляске – пинго. когда реки промерзают до дна и подземные воды выходят на поверхность речных долин, часто образуются особые ледяные формы рельефа – наледи (тарыны).

Все рассмотренные формы рельефа, а именно: каменные многоугольники, каменные кольца, пятна-медальоны, морозобойные полигоны, ледяные клинья, валиковые вогнутые полигоны, бугры пучения, гидролакколиты, наледи (тарыны) связаны с накоплением льда или обломочного материала и являются аккумулятивными формами мерзлотного рельефа. Такие образования встречаются в ископаемом состоянии в виде криотурбаций – текстур дисперсных пород в виде завихрений, изгибов, колец.

Денудационные формы мерзлотного рельефа связаны с таянием льда и деградацией вечной мерзлоты с образованием разнообразных просадочных форм. Явление вытаивания льда из льдистых пород, а также толщ и линз чистого подземного льда называется термокарстом. Необходимым условием для термокарста является наличие подземных льдов в пределах СТС. Он часто сопровождается суффозией – механическим выносом мелкозема талыми водами. Термокарст распространен у южной границы геокриозоны, где протаиванию подвергались все виды подземного льда. В результате таяния подземных льдов образуются:

1) термокарстовые озера возникают при высокой льдистости толщ, прогрессирующей мощности СТС и отсутствии дренажа на поверхностях водоразделов и на обширных наземных равнинах. Они различны по площади, но глубокие (до 20 м).

2)аласы – замкнутые овальные или округлые понижения, часто являющиеся реликтами озерного рельефа после усыхания озер или их дренирования гидросетью.

3) байджарахи – останцы мерзлого грунта, слагавшего ядро (блок) мерзлотного полигона. Образуются на склонах увалов – возвышенностях, обрамляющих аласовые котловины. Размеры – многие метры по высоте и несколько метров в диаметре.