Сучасний еоловий морфогенез у береговій зоні морів

Основним логічним правилом розвитку теорії еолового морфогенезу слугує перехід від простого до складного шляхом збору численної часткової, локальної, регіональної інформації. Масив даних був синтезований у закономірності і загальні тенденції протікання еолового морфогенезу, розроблені основні визначення, поняття, коефіцієнти, сценарії, класифікації та ін. компоненти теорії. Вперше у теорії, що розглядається, представлені нові положення про активні фактори еолового морфогенезу на морському березі. До них відноситься вплив режимних параметрів вітру, які враховують не тільки морські румби, як це було раніше в роботах інших авторів, але також і берегові, і вздовж берегові румби. Це дозволило ввести поняття про дистанцію розбігу вітрового потоку на морському пляжі.

Доведено, що формування еолового рельєфу є результатом наносообміну між вздовж береговими потоками наносів (хвильової природи на підводному схилі та березі) та поверхнями піщаних акумулятивних форм у широкому змісті цього явища, а на надводній поверхні акумулятивних форм - додатково між різними уздовжними ландшафтно-морфологічними зонами. Для обґрунтування такого наносообміну була введена низка теоретичних положень. До них відносяться: коефіцієнт натиску вітропіщаного потоку, коефіцієнт еолового скиду, коефіцієнт співвідношення фракцій наносів, розроблений метод розрахунку тужні вітропіщаного потоку. Було встановлено співвідношення між тужнею і натиском у різних ландшафтно-морфологічних зонах акумулятивних форм. Ці загальнотеоретичні положення дозволили встановити механізми еолового морфогенезу і, разом з тим, надали додаткові докази літодинамічної та морфогенетичної єдності берегової зони морів. У розробленій теорії заслуговують на увагу докази різноманітності механізмів еолового морфогенезу в залежності від стану рослинності у межах різних елементів на поверхні піщаних акумулятивних форм, а також теоретичні сценарії (моделі) екзогенного розвитку берегових еолових форм рельєфу.

Наведені положення дозволяють стверджувати, що розроблена теорія еолового морфогенезу на морському березі відповідає усім вимогам, які висуваються щодо наукових теорій. В ній присутні необхідні ознаки і основні компоненти наукової теорії і ідеалізований об'єкт. Розроблена теорія є частковою науковою теорією, оскільки розглядає еоловий морфогенез в умовах однієї лише берегової зони Світового океану. Проте, вона не розглядає процеси еолового рельєфоутворення в умовах піщаних пустель, річкових долин, зандрових полів та ін. Але разом з тим вона є необхідною ланкою на шляху створення загальної теорії еолового морфогенезу в майбутньому.

Висновки

еоловий морський рельєфний акумулятивний

У дисертації розроблена теорія еолового морфогенезу на морських берегах, який відбувається в умовах антропогенного впливу, глобальної зміни (потепління) клімату, зміни рівня (підвищення) Світового океану.

Головні наукові і практичні результати роботи.

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукової проблеми, що виявляється у створенні теорії еолового морфогенезу в береговій зоні морів та океанів. Вона не є загальною, бо являється складовою частиною загальної теорії еолового морфогенезу на планеті в цілому, а тому віднесена до часткових теорій.

2. Аналіз численної і різноманітної спеціальної літератури з еолових процесів на морських берегах різних морів і в різних діючих умовах рельєфоутворення показав, що еолові процеси представляються як правило у відриві від гідрогенних (в основному хвильових) і всіх супроводжуючих процесів у береговій зоні морів. Такий стан даної проблеми істотно гальмує розробку загальної теорії еолового морфогенезу і її складової частини - еолового морфогенезу на берегах морів і океанів. У той же час протягом останніх десятків років активізувалося господарське освоєння і залучення в природокористування піщаних акумулятивних берегів з еоловим рельєфом на їх поверхні. Але оскільки не виявлені закономірності зародження і розвитку берегового еолового рельєфу в зв'язку з нерозробленістю теорії еолового морфогенезу, то господарське освоєння фактично "наосліп" приводить до деградації всієї складної і тендітної прибережно-морської системи в цілому й еоловому рельєфі - зокрема.

3. Одним з найважливіших вихідних положень теорії еолового морфогенезу на морських берегах є положення про генетичну єдність еолового процесу зі всіма іншими рельєфоутворюючими процесами в береговій зоні моря. Поряд зі швидкістю вітру, складом і вологістю наносів, параметрами рослинного покриву, у формуванні еолового рельєфу не менш важливе значення мають напрямок, тривалість і повторюваність дії вітру, довжина розгону вітрового потоку над піщаною поверхнею береговий акумулятивної форми, загальні запаси наносів у береговій зоні в цілому, величини і знаки вертикальних і горизонтальних гідрогенних деформацій прибережно-морського рельєфу і ряд інших.

4. Швидкості росту берегових дюн найбільш високі протягом перших місяців їхнього зародження і росту. Але потім вони поступово припиняються і, нарешті, нова еолова форма приходить у стан динамічної рівноваги, тобто розвивається по експонентному закону. Чим більше наносів знаходиться в береговій зоні і чим більш сприятливим і багатим є живлення вітропіщаного потоку цими наносами, тим більшими є швидкості збільшення розмірів (у тому числі і висота) форм, тим більше піску надходить на їхню поверхню, тим більше тривалість формування берегового еолового рельєфу.

5. Саме рухливість берегових дюн забезпечує їх високу пристосовуваність до навколишніх рельєфоутворюючих умов і їхня стійкість як складового елемента прибережно-морських акумулятивних форм. Штучне порушення механізму наносообміну на поверхні барів, кіс, пересипів, терас, прагнення зафіксувати (закріпити) дюни в незмінному положенні й у постійній формі за допомогою пластику, асфальту, сітки й інших способів, веде до їх кінцевої деградації і нездатності відновлюватися знову. Зниження рухливості веде до деградації всієї акумулятивної форми як єдиної прибережно-морської системи.

6. Склад наносів еолового рельєфу в береговій зоні визначається складом наносів не тільки суміжного пляжу, але також і підвідного схилу моря, складеного пляжеутворюючими наносами. У цьому складі відображається процес еолової диференціації осадового матеріалу в прибережно-морських фаціальних умовах, відповідно до вітрового режиму і ландшафтної структури на поверхні акумулятивного рельєфу, з врахуванням основних природних умов берегової зони моря. У цьому зв'язку були розроблені, теоретично обґрунтовані і запропоновані величини коефіцієнта співвідношення (Кспів), коефіцієнта навантаження вітропіщаного потоку (Veol), коефіцієнта еолового зносу (Keol).

7. Різноманітність процесів еолового морфогенезу дозволило розробити загальнотеоретичне положення про сценарії (моделі) зародження і розвитку сучасного еолового рельєфу на морських берегах. В основу виділення кожного сценарію покладена багатофакторна динаміка берегової зони, тобто доводиться, що еоловий морфогенез у береговій зоні Світового океану є складовою і нерозривною частиною прибережно-морської морфолітодинамічної системи на межі "суша-море".

8. Механізм еолового морфогенезу зароджується в процесі взаємодії вітрового потоку з піщаною поверхнею, коли довжина розгону вітрового потоку достатня для його насичення. Найбільш стійким і здатним благосприяти еоловому морфогенезу вітропіщаний потік буває над у загальному гладкою, слабко розчленованою поверхнею й в умовах, якщо: а) довжина розгону вітрового потоку більше; б) кількість наносів у сфері впливу вітрового потоку більше; в) склад наносів характеризується абсолютним домінуванням фракцій 0,1-0,25 мм і 0,25-0,5 мм; г) рельєф поверхні піщаних акумулятивних форм є спадистим, нерозчленованим; д) рослинний покрив відсутній чи є дуже рідким (< 10%); є) відсоток наносорухомих вітрів (швидкість > 10 м/с) великий, але одночасно ці вітри не приводять до масового переносу бризів морської води і значному підвищенню нагонового рівня води; ж) шар сухого піску потужний.

9. Уперше розроблена динамічна класифікація акумулятивних форм прибережно-морського рельєфу, вперше враховує роль еолового фактора в окремих динамічних типах форм, взаємодія гідрогенних і еолових процесів, єдність лінійних і об'ємних динамічних параметрів. При цьому класифікація ґрунтується на всіх 8 класифікаційних ознаках, розроблених раніше В.П. Зенковичем. У ній враховані всі нові розробки автора з питань еолового морфогенезу на берегах Світового океану.

10. Еоловий морфогенез на морському березі так само, як і інші екзогенні рельєфоутворюючі процеси, характеризується просторово-тимчасовою мінливістю. Вона зв'язана з тим, що еолові процеси визначаються багатьма еоловими факторами. Серед них головним є швидкість, тривалість, повторюваність дії вітру. Для нього характерними є ритми декількох порядків: штормові, сезонні, річні, багаторічні, внутрівікові і міжвікові. Природно, що такі ж ритмічні зміни випробують: рослинний покрив, зволоження, довжина розгону вітрового потоку, запаси наносів у береговій зоні й ін. Складне сполучення дії цих факторів визначає складну різноманітну картину еолового рельєфу в береговій зоні.

11. Прогнозований відносний ріст рівня океанів і морів на найближче сторіччя (від 0,5 до 1,5 м вище ординара 1990 р.) не може викликати різких принципових змін у тенденції розвитку прибережно-морських процесів, у тому числі - і еолових.

12. У залежності від ширини піщаних барів, кіс і пересипів різних типів, при інших сприятливих умовах, формуються еолові форми різних розмірів і простягання. Виникнення і ріст дюн на барах, косах, пересипах, терасах різних типів створюють особливий ландшафт. Для нього характерні, крім періодичного штормового "відновлення", також рухливість поверхні, великі значення короткочасних вертикальних і горизонтальних деформацій, наявність тільки піщаних ґрунтоутворюючих відкладів, промивний аеральний режим поверхні, що підстилає, відсутність сформованого структурованого шару ґрунту, підвищена небезпека засолення, сильний вплив морської фауни і флори. Планове положення характеризується смугастістю: уздовж усієї довжини кіс, барів і пересипів. Вузькими смужками витягнуті морська, еолова і тильна ("лиманна") зони з відносно автономним режимом розвитку. Між ними сполучною ланкою є наносообмін за допомогою дії вітропіщаного потоку.

13. Широтна зональність еолового морфогенезу визначається відповідною широтною зональністю різних факторів рельєфоутворення. Такими факторами є хвильовий режим, елементи вітрової циркуляції, температура і вологість приземного шару атмосфери, типи вивітрювання гірських порід, механізми мобілізації осадового матеріалу (у тому числі і витраченого на еолові форми), розподіл видового складу і морфології рослинності й ін. Усі берегоформуючі фактори і процеси поєднуються в 3 групи відповідних таксономічних одиниць: У першу групу включаються "кліматогенні" і "органогенні" фактори і процеси (вивітрювання, денудація, еолові процеси, діяльність льоду, термоабразія, нагромадження солей у приморських затоках і озерах, нівація, соліфлюкція, зоогенні і фітогенні процеси). До другої групи відносяться хвильові, ерозійні, суффозійнні, карстові процеси, коливання рівня водойми й ін., що розподіляються за законом географічної зональності, але реакція морфогенезу на їхню дію може не відбивати зональні риси. У третю групу поєднуються азональні: геологічна будова суші, вертикальні і горизонтальні тектонічні рухи берегових блоків земної кори, ендогенне розчленовування рельєфу берегів і ін.

14. Середовище еолового рельєфоутворення на берегах морів взаємодіє з морськими енергетичними факторами і може бути пов'язана з водними акваторіями з боку моря і суші (наприклад, на пересипах лиманів, лагун, ріасов і ін.). У піщаних пустелях основним джерелом наносів є піщані поля, успадковані від ранніх етапів розвитку тієї чи іншої території. В результаті утворилося різне місце розташування і простягання осередків еолового рельєфу: у береговій зоні осередок вузький і лінійно витягнутий уздовж берега чи моря океану (максимальна ширина - найчастіше до десятка км), а в піщаних пустелях еолові форми займають зовсім інші площі, контури границь і місця розташування. Виділено 6 основних розходжень: 1) географічне положення і ландшафтна структура поверхні осередків поширення еолового рельєфу; 2) запаси наносів, напрямок і межі міграцій наносів, що обумовлює різну реакцію на дію вітру; 3) по складу наносів - на морському березі домінують фракції від 0,1 до 0,5 мм, а в пустелях абсолютно домінує (> 90%) фракція дрібнозернистого піску 0,1-0,25 мм; 4) різна будова поверхні, що підстилає, обумовлює різні механізми реакції на дію вітру: різні швидкості зрушення і масового переміщення часток піску, різну довжину розгону вітру над піщаною поверхнею, різну реакцію рельєфу на дію вітру різних швидкостей, напрямків, тривалості і повторюваності; 5) контури ареалів поширення рослинності, вегетативні періоди розвитку, видовий склад, чисельність, біомаса, біопродуктивність, висота і проективне покриття рослинності; 6) безпосереднє примикання до моря піщаних акумулятивних форм обумовлює прямий і дуже сильний вплив морських хвиль різних типів, хвильових течій, згонно-нагонних і приливних течій, що відповідають коливанням рівня моря, а також підземних вод різної глибини залягання.

15. Розроблена теорія являє собою комплекс наукових поглядів, уявлень, ідей, спрямованих на тлумачення і пояснення еолового морфогенезу на морському березі і дає цілісне розуміння закономірностей і існуючих зв'язків усередині механізмів еолового морфогенезу, а також розкриває зв'язок з іншими рельєфоутворюючими процесами в береговій зоні Світового океану. Вона відповідає усім вимогам, запропонованим до наукових теорій і відноситься до часткових, тому що розглядає еоловий морфогенез не взагалі, а тільки в умовах берегової зони морів і океанів. Положення даної часткової теорії можуть бути застосовані при обґрунтуванні оптимального природокористування на морському березі.

Література

Выхованец Г.В. Эоловый процесс на морском берегу. - Одесса: Астропринт, 2003. - 368с.

Шуйский Ю.Д., Выхованец Г.В., Котовский И.Н., Али Акель. Процессы абразии и их литодинамическое значение в пределах Днепровско-Каркинитской береговой области Черного моря // Доповіді НАН України. - 1992. - № 2. - С. 83 - 86.

Љujskij Ju. D., G.V.Vychovanec, R.Voigtland. Sedimentzusammensetzung und Ablagerungsbedin-gungen auf Sandhaken der Schwartz-meer // Jungquartare Landschafts raume: Genese, Diagnose und Dynamik. Berlin: Springer Verlag. - 1992. - Bd. 122. - № 4. - S. 216 - 223.

Vykhovanets G.V. Sandy accumulative forms in Ukrainian coastal zone of the Black Sea // The Coastlines of the World's Ocean: The Black Sea Coastlines. - New York: American Soc. Civil Engs. Publ. - 1993. - Vol. XI. - № 1. - P. 452 - 466.

Шуйський Ю.Д., Вихованець Г.В. Вплив антропогенного фактору на піщані коси в береговій зоні морів // Укр. Географічний журнал. - 1995. - № 4. - С. 32 - 34.

Shuisky Yurii, Galina Vykhovanets. Morfologjia e formave akumulative bregdetare in Ukrahine (Basic features of sandy dunes development within coastal zone of Ukraine) // Gjeografia dhe Economia (Tirana). - 1996. - T. XXII. - № 4. - P. 19 - 23.

Шуйский Ю.Д., Выхованец Г.В. Экспериментальное создание искусственной дюны на песчаном берегу Черного моря // География и природные ресурсы (Новосибирск). - 1997. - № 1. - С. 169 - 174.

Vykhovanets G.V. Impact of economic activity to accumulative forms in the North-Western part of the Black Sea // Cahiers Nantais (FR). - 1997. - № 47--48. - P. 235 - 240.

Размещено на Allbest.ru