В связи с указанием на многоярусные морфологические ландшафты мы должны ещё несколько подробнее остановиться на одной разновидности таких ландшафтов, свойственной некоторым горным массивам и горным хребтам, и значение которой было впервые вскрыто работами В. Пенка*, давшего им особое название: предгорные равнины и нагорные ступени. Этим формам после появления работы В. Пенка был посвящён целый ряд специальных работ, стремившихся проверить, а нередко и изменить теорию их происхождения.

Сущность интересующего нас здесь явления сводится к следующему. В природе довольно часто наблюдаются отдельные горные массивы или горные хребты, состоящие из центральной, более или менее расчленённой горной возвышенности и окаймляющих её по склонам выровненных поверхностей различной ширины, в числе одной или нескольких ступенчато-поднимающихся друг над другом. В горных массивах такие ступени или одиночные поверхности выравнивания кольцеобразно окружают центральную возвышенность; в случае вытянутого горного хребта они тянутся продольными полосами по его склонам, но в обоих случаях для них характерна зональная группировка. Шпрейцер замечает, что если мы имеем многоярусное расположение древних поверхностей выравнивания без выраженной зональной группировки их и тесной связи с долинной сетью, то такие ландшафты нельзя называть предгорными ступенями или, когда имеется одна такая поверхность, предгорной равниной.

Подробно примеры предгорных равнин и предгорных ступеней были сначала изучены и описаны В. Пенком в среднегерманских горах - на Гарце, в Фихтельгебирге и Рудных горах, а затем изучались и описывались многими геоморфологами в Скандинавии, Америке, Альпах, Малой Азии, у нас на Урале и пр.

Учитывая различия в морфологическом облике и в генезисе, Шпрейцер** предлагает следующее подразделение многоярусных субаэральных денудационных поверхностей выравнивания:

1. Отсутствие закономерной зональной группировки, неправильное развитие отдельных поверхностей. Термин "нагорные ступени" неприменим (пример: левобережные Рейнские Сланцевые горы, по описаниям и по толкованию Штикеля).

2. Предгорные равнины и нагорные ступени только в морфографическом смысле слова. Расположение зональное, ступенчатое. Отдельные поверхности произошли путём опусканий или сохранились по тектоническим изломам или флексурам (пример: северный край Куэнь-Луня по де-Терра).

3. Предгорные равнины и нагорные ступени в морфологическом и морфографическом смысле слова. Поверхности обязаны своим происхождением деятельности экзогенных сил. В морфографическом отношении они подразделяются на: а) куполовидную систему предгорных ступеней (пример: Фихтельгебирге); б) простую зональную группировку нагорных ступеней (пример: Аппалачи).

Это подразделение перекрещивается с другим, исходящим из генезиса отдельных поверхностей.

Собственно к системам предгорных ступеней следует относить только образования, в которые вкладывается морфологический смысл.

Теория образования таких правильных горных ступенчатых ландшафтов и предгорных ступеней была дана первоначально В. Пенком и сводится к следующему. Представим себе сильно денудированную горную страну, которая начинает испытывать сводообразное эпейрогеническое поднятие (куполообразное вздутие) такого рода, что в центральной части это поднятие происходит быстрее, чем по периферии. На поднимающейся стране развивается система консеквентных рек, производящих эрозионную работу параллельно с тем, как идёт поднятие. В центре эти реки будут врезываться в поднимающуюся страну, и здесь рельеф постепенно приобретает черты горного; по периферии, где поднятие совершается медленнее, эрозионная работа рек может так быстро производить понижение рельефа, что будет полностью уравновешивать подъём страны, и потому в этой зоне в результате возникнет выровненная денудационная поверхность, отличающаяся от постулированного Девисом пенеплена в том отношении, что она образуется не в конечный момент эрозионного цикла, а в течение самых начальных стадий его. Такую денудационную поверхность В. Пенк предложил называть первичной денудационной равниной (Primaerrumpflaeche) в отличие от конечной поверхности (пенеплена), знаменующей конечную фазу цикла***.

Представим себе далее, что поднятие страны продолжается без перерыва и притом ускоряется с течением времени и что в этот процесс вовлекаются постепенно дальше от центра отстоящие периферические зоны. Тогда та зона, которая перед этим превратилась в денудационную равнину, поднимется над прилегающей к ней снаружи зоной так, как над ней перед тем поднялась центральная часть страны, и реки начнут энергично расчленять её, не будучи, однако, в состоянии полностью сбалансировать результаты подъёма, а новая поверхность выравнивания разовьётся, в свою очередь, на следующей периферической зоне, которая отделится от предыдущей ясным уступом. При дальнейшем подъёме, совершающемся всё более ускоренным темпом и с расширяющейся фазой, т. е. с вовлечением в процесс подъёма новых периферических зон, может, таким образом, возникнуть ряд окаймляющих центральную возвышенность выровненных поверхностей, лестницеобразно поднимающихся друг над другом.

Таким же путём могут возникнуть лестницеобразно расположенные предгорные ступени и на склонах вытянутого в длину хребта, если центральная его ось испытывает поднятие постепенно ускоряющегося темпа и расширяющейся фазы.

В. Пенк развил свою теорию, главным образом, на примерах германских горных возвышенностей: на Гарце, Фихтельгебирге, Шварцвальде. На Фихтельгебирге он насчитывает пять таких ступеней.

Мы уже указывали, что после В. Пенка подобные же формы были описаны рядом исследователей и во многих других странах. Но теория образования этих форм, предложенная В. Пенком, встретила критическое к себе отношение и почти не нашла последователей. Большинство исследователей справедливо указывало, что при непрерывном подъёме, хотя бы и ускоряющегося темпа и расширяющейся фазы, всё же в конце концов должно было бы получиться общее сводообразное вздутие страны, а не образование на её склонах ступеней. Возникновение последних становится понятнее, если допустить, что периоды подъёма чередовались с периодами остановок или, по крайней мере, с периодами замедления движений земной коры. Такое мнение высказывалось Сельхом, Хенкелем и др. Бубнов отметил, что выработке ступеней благоприятствует литологический характер некоторых горных пород и что при анализе их происхождения следует учитывать и этот фактор.

Шпрейцер, допуская значение перерывов или замедлений в подъёме для выработки горных лестничных ландшафтов указанного характера, высказывает вместе с тем мысль, что они могут образовываться и в результате, как он выражается, переменного, ритмического действия экзогенных сил при непременном условии куполообразного постепенно расширяющегося равномерного подъёма страны.

Под переменным ритмическим действием экзогенных сил он понимает следующее. Представим себе куполообразно поднимающуюся страну, с которой во все стороны стекают консеквентные реки. Величина поднятия в центре наибольшая, зато, наоборот, эрозионная работа стекающих с купола водных артерий возрастает по мере того, как они приближаются к краевым зонам вследствие того, что вниз по течению количество воды в них возрастает. При таком допущении на периферии реки рано или поздно должны достигнуть некоторой границы, где кончается область, в пределах которой поднятие ещё может выражаться орографически. Очевидно, дальше сила эрозионной работы рек достаточно велика, чтобы уничтожать своей разрушительной работой результаты поднятия, так что здесь уже эндогенные процессы не дают орографического эффекта, и, таким образом, в этой зоне может образовываться первичная остаточная (денудационная) поверхность. Так можно объяснить образование вокруг центральной возвышенности верхней предгорной поверхности.

Далее происходит следующее. Реки, стекающие с центральной горной возвышенности, вступая на окружающую её равнину, когда эта последняя достигнет достаточной ширины, теряют здесь, в силу замедления своего течения, способность к углублению. Но как только продолжающийся процесс поднятия захватит и эту равнинную зону, она, поднявшись вверх, приобретает выражение в рельефе, как орографический элемент, и с этого момента выйдет из под непосредственного влияния на её развитие общего базиса эрозии. Эрозионная способность рек, стекающих с центральной возвышенности и с первой поверхности денудации, в том месте, где они будут достигать подошвы этой поверхности, станет ещё значительнее.

Шпрейцер обращает внимание, что эрозионная сила потоков, стекающих с какого-нибудь склона, у подошвы последнего при прочих равных условиях тем сильнее, чем выше этот уступ. Поэтому у подошвы первой поверхности выравнивания речные потоки будут обладать в известной степени достаточной силой, чтобы сводить на-нет результаты происходящего подъёма, и создадут вторичную первичную поверхность выравнивания, отделённую от предыдущей уступом. Указанным путём вокруг центральной возвышенности может возникнуть ряд опоясывающих её ступеней, отделённых друг от друга уступами. Таким образом, по мнению Шпрейцера, даже в случае равномерного непрерывного поднятия могут образовываться горные ступени, окаймляющие её наподобие ярусов. В том случае, когда мы будем иметь не сводообразное вздутие, а равномерное поднятие осевой части хребта, постепенно захватывающее и склоны, образуются не кольцеобразные ступени, а продольные. Если мы имеем однобокое косое поднятие, предгорная ступень разовьётся только на одной стороне медленно растущей хребтообразной гряды.

Надо заметить, что теория Шпрейцера столь же мало объясняет, как и теория В. Пенка, почему процесс образования отдельных ступеней идёт периодически. Нет сомнения, что без допущения перерывов или замедлений в процессе поднятия страны для удовлетворительного объяснения происхождения горных ступеней не обойтись. Впрочем, сам Шпрейцер признаёт, что его объяснение является чисто теоретическим. Ещё более теоретическим он считает гипотезу, что на выработку ступеней могли влиять изменения климата в геологическом прошлом.

Более реальным является третий, разбираемый Шпрейцером, возможный случай возникновения на склонах горного массива ступеней. Представим себе какой-нибудь массив из кристаллических пород, перекрытый впоследствии горизонтальной осадочной толщей, сложенной слоями различной сопротивляемости денудации. Так, например, массивы варисцийских гор часто оказываются перекрытыми горизонтальными толщами мезозоя. Когда в результате денудации эти слои, приобретшие вследствие куполообразного поднятия косое положение, начинают один за другим смываться с массива, на склонах последнего постепенно будут обнажаться в соприкосновении с кристаллическим породами массива то твёрдые, то мягкие горизонты осадочных пластов, образуя в общем слоисто-ступенчатый рельеф. По этой причине на склонах массива с течением времени будут возникать местные базисы эрозии. "Но деятельность денудационных агентов - говорит Шпрейцер - зависит от свойств той породы, которая налегает на кристаллическую породу там, где последняя выступает из своей осадочной оболочки, и которая является непосредственным базисом эрозии для рек, стекающих с массива. Когда такой базис представлен мягким слоем, он будет быстро сноситься, и потому на кристаллическом массиве сохранится в общем тот скат, какой он имел, пока был прикрыт осадочными слоями. Когда денудация дойдёт до более устойчивого пласта, поверхность последнего на более продолжительное время явится местным базисом, и, прежде чем он будет снесён, на массиве в соприкосновении с ним успеет выработаться более или менее широкая террасовидная площадка или даже широкая поверхность. Таким образом, в процессе удаления с подземного выступа осадочной покрышки может постепенно возникнуть ряд ступеней". Шпрейцер приводит из морфологии Гарца и Шварцвальда примеры, подтверждающие возможность такого именно образования нагорных ступеней. Автор сам подчёркивает, что и такого рода образование ступеней пока что имеет чисто теоретическое значение.

Из всего сказанного выше вытекает наиболее вероятное допущение, что горные ступени и предгорные равнины могут возникать различным образом, но при непременном условии медленного тектонического подъёма страны и прерывистого воздействия не неё в процессе этого подъёма экзогенных денудационных агентов. Относительно характера подъёма, повидимому, трудно обойтись без допущения, что он совершается с перерывами, так как в противном случае было бы непонятно образование денудационных поверхностей, отделённых друг от друга резко выраженными в рельефе изломами профиля - ступенями, наличие которых и оправдывает название горных лестниц.

Все исследователи, описывавшие такие формы ландшафта, подчёркивают, как и первый, детально описавший их В. Пенк, что каждая ступень представляет вполне определённо выраженную в рельефе совокупность форм и что можно проследить, как поверхность нижележащая вдаётся в более высоко расположенную в виде более или менее широких и ясных лощин и логов. Вместе с тем необходимо подчеркнуть и ещё одно важное обстоятельство. После образования отдельных ярусов или ступеней они не остаются стабильными, а продолжают эволюционировать, а именно: разделяющие их уступы, имеющие на верхней своей закраине выпуклую форму, а у подошвы вогнутую; со временем постепенно подтачиваются денудацией, разрушаются и мало-помалу отступают назад - другими словами, нижние поверхности расширяются за счёт верхних параллельно с расчленением более высоких ступеней речными потоками, стекающими на нижние. Это может привести к тому, что в очень поздних стадиях верхние площадки сохранятся только в виде узких полос или же почти совершенно будут искажены, между тем как нижние расширятся и сохранятся.

В соответствии со всем сказанным выше Шпрейцер предлагает по способу происхождения различать следующие категории интересующих нас здесь форм:

1. Нагорные поверхности, или лестницы, как следствие перерывов или замедлений в интенсивности процесса поднятия страны. Они не связаны непременно с образованием куполообразного вздутия с возрастающей фазой, т. е. постепенно растущего вширь.

2. Нагорные поверхности денудации, или лестницы, как выражение ритмического действия экзогенных сил:

а) образование данных форм вследствие изменений в действии экзогенных сил по достижении некоторой предельной величины; неизбежной предпосылкой в этих случаях должно быть сводообразное вздутие страны с растущей фазой, т. е. постепенно расширяющегося в стороны;

б) образование данных форм обусловленное различными петрографическими свойствами непосредственного эрозионного базиса; сводообразное вздутие растущей фазы в данном случае не является неизбежно необходимой предпосылкой;

в) вопрос о возможности происхождения аналогичных форм в результате частых климатических перемен имеет пока только отвлечённое значение.

_______________________

* Walther Penck, Die morphologische Analyse, 1924.
** H. Spreitzer, Zum Problem der Piedmonitreppe, Mit. geograph. Gesellschaft in Wien, B. 75, 1932, S. 327-364.
*** В особую заслугу В. Пенку приходится поставить то, что он ввёл в геоморфологию понятие о таких первичных поверхностях выравнивания, образующихся во время поднятия страны, между тем как прежде считали, что для возникновения подобных поверхностей необходимо, чтобы страна долгое время находилась в стабильном состоянии при условии положения общего базиса эрозии на уровне моря.

_____________

ВНИМАНИЕ: Дискуссию или дополнение по данной теме можно продолжить в специальном блоге ЗДЕСЬ.