Якутские мерзлотоведы на «Крыше Мира». Полевые заметки о путешествии в Тибет. Часть 1

Мистерии Тибета

Наверное, трудно найти человека, который не слышал о Тибете и не мечтал там когда-нибудь побывать. Для большинства людей с Тибетом – «Крышей Мира» – ассоциируются высочайшие горные хребты, увешанные ледниками, каменистые пустыни и глубокие ущелья, таинственные буддийские монахи, редкие лекарственные растения и магическая тибетская медицина, странные монеты с квадратными дырками и многое другое. Тибет тысячелетиями притягивал философов, монахов и паломников, пытавшихся спрятаться от «государственности», найти новые пути духовного роста, обрести новый смысл бытия. Другие «пилигримы», уже «нашедшие смысл в золоте», пробивались через непроходимый Тибет с караванами шелка, фарфора, чая и пряностей, а также украденных в Древнем Китае технологий. Веками позже оккультные ученые Третьего Рейха усмотрели в Тибете родину арийской расы и старались укрепить свой дух, устремляясь сюда в поисках древних магических артефактов и других «предметов силы».

Тибет всегда был мифически популярен и настолько же недоступен для большей части окружающего мира. На протяжении веков он был обособленной зоной без особого государственного статуса, грандиозным природным барьером, разделявшим великие цивилизации. Попасть туда удавалось лишь немногим, а возвратиться единицам, которые рассказывали восторженные небывалые истории. Тибет и сейчас остается малодоступным. Причина этого не только в удаленности и сложной логистике. Суровый климат и нехватка кислорода требуют от путешественников хорошей физической формы. Кроме того, путешествие в Тибет весьма затратное, а главное, такие поездки и подготовка к ним требуют много времени, которого у ученых, как всегда, не хватает.

Можно часами перечислять связанные с Тибетом неординарные «факты и события», понимая, что большинство из их являются мифами. Но это нисколько не убавляет ощущения необычности, неординарности, таинственного восторга и душевного подъема, когда мы начинаем думать и говорить о Тибете. Еще два года назад вероятность того, что мы по каким-то причинам окажемся в Тибете, я бы охарактеризовал как нулевую. Однако это практически невероятное событие все же произошло, оставив неизгладимые впечатления, которыми хочется поделиться в настоящей статье.

Немного предыстории

Итак, весной 2017 г. волею судьбы мы оказались в числе счастливых победителей престижного во всем мире конкурса Государственного департамента Китайской Народной Республики по привлечению высококвалифицированных иностранных специалистов для обмена опытом «State Administration of Foreign Experts Affairs (SAFEA)». Следует сразу пояснить, что победа в данном конкурсе не является исключительной нашей заслугой. Это лишь один из текущих результатов почти 20-летнего сотрудничества между Институтом мерзлотоведения Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИМЗ СО РАН) им. П.И.Мельникова и Главной государственной лабораторией инженерной геокриологии (ГГЛИГ) Северо-западного института экологии и природных ресурсов Китайской Академии Наук (СЗИЭПР КАН). Одним из первых фундаментальных результатов этого сотрудничества стала организация в 1993 г. регулярного (1 раз в 3 года) «Международного симпозиума по инженерному мерзлотоведению», проводимого поочередно на территории России и Китая. Очередной XI Симпозиум, вызвавший широкий резонанс научной общественности, прошел в начале сентября 2017 г. в Магадане. Предыдущий проходил в Харбине в 2014 г., а следующий намечено провести в Ланьчжоу в 2020 г.

Рис. 1. Участники экспедиции Алексей Галанин (слева) и Иван Христофоров (справа) у знаменательной стелы «Ворота в Тибет» около города Голмуд (2800 м н.у.м.). На заднем плане отроги хребта Куньлунь, являющегося северной границей Тибета

На Симпозиуме обсуждаются актуальные проблемы строительства в холодных регионах, фундаментальные вопросы строения и происхождения криолитозоны, а также ее изменений в связи с глобальным потеплением и др. Все эти вопросы тесно взаимосвязаны и не могут быть решены учеными поодиночке в рамках узких исследовательских проектов. Именно поэтому крайне важно их обсуждение в широком кругу различных специалистов, обмен технологиями, теориями, гипотезами и даже способами мышления, и, конечно же, культурой. Вообще, вопросы геокриологии и инженерного мерзлотоведения крайне важны как для России, так и для интенсивно развивающейся экономики Китая, северные и особенно высокогорные (западные) территории которого приурочены к районам сплошного и прерывистого распространения многолетнемерзлых пород и криогенных ландшафтов.

ГГЛИМГ и СЗИЭПР расположены в г. Ланьчжоу не случайно. Этот крупнейший современный мегаполис, насчитывающий более 2 млн жителей, является столицей провинции Ганьсу. Он расположен в истоках р. Хуанхэ у западного края Тибетского нагорья. Ланьчжоу – древнейший населенный пункт античного государства Цинь (Цзинь) (II в. до н.э.) – на протяжении 2 тысячелетий представлял собой перевалочный пункт, заставу, переправу через р. Хуанхэ, по долине которой проходил южный вариант Великого шелкового пути протяженностью около 1600 км. И сейчас это один из немногих коридоров, по которым можно попасть на высокогорные равнины Тибета.

Рис. 2. Мегаполис Ланьчжоу в виде узкой полосы вытянут вдоль р. Хуанхэ (Желтая река), долина которой считается прародиной Древнекитайской цивилизации

Современный Ланьчжоу – крупнейший торгово-экономический и мощный научный центр, основной задачей которого, как и в древние времена, является комплексное освоение Тибета. Теперь по пути движения средневековых караванов, проложены высокоскоростные автомобильные и железнодорожные магистрали, пересекающие окруженные ледниками и каменными глетчерами горные перевалы до 5 тыс. н.у.м. и выше.

Рис. 3. Современный Ланьчжоу, расположенный на Великом лессовом плато, является крупным мегаполисом с множеством высокотехнологичных небоскребов. Атмосфера здесь не очень прозрачна из-за высокого содержания пыли, выносимой ветрами со стороны Тибетского нагорья

Строительство в таких инженерных и климатических условиях требует неординарных технических решений, надежных сведений о строении и температурном режиме ММП. Кроме того, исключительная и полная эндемиков природа Тибета легкоранима. Она требует аккуратного и бережного использования, привлечения новых природоохранных мер и технологий, которые, помимо криолитозоны, также являются одним из основных предметов исследований СЗИЭПР КАН.

Международный исследовательский центр природных и технических систем холодных регионов Азии

В последние годы на фоне укрепления российско-китайских отношений, при активной деятельности руководства и научного сообщества ЯНЦ СО РАН, сотрудничество между российскими и китайскими мерзлотоведами перешло в новую активную фазу. Ее начало было ознаменовано организацией в г. Ланьчжоу на базе СЗИЭПР КАН в апреле 2017 г. «Международного исследовательского центра природных и технических систем холодных регионов Азии». Создаваемый Центр призван объединить усилия геокриологов, инженеров, экологов, конструкторов, биологов, этнологов и других исследователей для решения широкого спектра задач освоения холодных и арктических регионов Азии.

При формировании приоритетных направлений совместных исследований был сформирован обширный список научных тем из более чем 30 наименований, некоторые из которых уже находят поддержку различных грантов, в том числе российско-китайских (РФФИ-КАН) на 2018-2020 гг. Реализуемый в ИМЗ СО РАН список тем также состоит из более чем 30 наименований, перечислять которые нет необходимости. Отметим лишь некоторые из них:

- в области геотермии и мерзлотного картографирования: «Реакция криолитозоны Азии на изменение климата (тепловой режим, процессы и явления)» (руководители д.г.-м.н. М.Н.Железняк, к.г.н. А.А.Федоров и проф. Ц.Ву); «Геокриологическая карта Азии» (рук. руководители д.г.м.н. М.Н.Железняк и проф. Ц.Хуэйцзюнь);

- в области строения ключевых криогенных формаций, происхождения и эволюции криолитозоны: «Палеогеография среднего и позднего плейстоцена на основе комплексного изучения синкриогенных льдистых толщ Азии» (рук. к.г.н. В.В.Спектор, проф. Ц.Хуэйцзюнь и Ч.Дзе); «Каменные глетчеры Центральной и Северо-Восточной Азии (комплексные исследования, реакция на современные климатические изменения)» (рук. д.г.н. А.А.Галанин и проф. Л.Цзин) и др.;

- в области исследований реакции криолитозоны на глобальные климатические изменения: «Термокарст, влияние зональных и азональных факторов на его развитие» (рук. к.г.н. А.Н.Федоров и проф. Н.Фуцзюнь) и др.;

- в области гидрогеологии криолитозоны: «Надмерзлотные воды осваиваемых территорий» (рук. к.г.-м.н. Н.А.Павлова и проф. Ц.Хуэйцзюнь), «Оценка роли надмерзлотных вод в формировании стока малых рек холодных регионов» (рук. н.с. Л.С.Лебедева, проф. Ш.Юй и проф. Л.Дунлян) и др.;

- в области развития новых методов изучения ММП: «Геофизические методы исследования состояния и динамики мерзлых толщ и таликов на инженерных объектах» (рук. м.н.с. К.И.Бажин, проф. Ю.Яньхуэй, проф. Ю.Цихао) и др.;

- в области инженерной геокриологии: «Причины деформации автомобильных дорог в криолитозоне. Методы и рекомендации для снижения их негативного воздействия» (рук. проф. Д.М.Шестернев и проф. Ц.Хуэйцзюнь), «Научно-методические и практические основы обеспечения эффективности работы гидротехнических сооружений в условиях изменения климата в Якутии и холодных регионах КНР» (рук. д.т.н. Р.В.Чжан и проф. М.Яньху).

Таким образом, моя предстоящая поездка в Главную государственную лабораторию Института экологии природных ресурсов КАН и экспедиция в Тибет являлись логическим продолжением более чем 20-летнего сотрудничества между нашими институтами.

Великое лессовое плато

В международном аэропорту Ланьчжоу, куда я прилетел 8 июля, меня встречал др. Чжан Дзе, который непрерывно курировал наш визит в Китай. Чжан великолепно владеет русским, поскольку окончил МГУ. Кроме русского языка он освоил, по его утверждению, именно «российскую, самую лучшую в мире школу мерзлотоведения!»

От аэропорта до Ланьчжоу около 50 км. Мы мчались по современному автобану, врезанному в резкопересеченный полупустынный бэдленд. Я молча поражался высочайшему качеству дороги, восхищался размахом, оригинальностью и разнообразием технических решений.

Рис. 4. Великое лессовое плато сложено тонкослоистыми пылеватыми отложениями с большим количеством легко растворимых элементов и примесью тонкодисперсной органики.

Чжан Дзе напомнил, что мы движемся по Великому лессовому плато, генезис слагающих пылеватых отложений которого постоянно дискутируется, но он придерживается, все-таки, их водного происхождения (!). В памяти всплыли лекции 25-летней давности по проблемам лессов и их максимальном скоплении на Китайской платформе, прослушанные в студенчестве на геологическом факультете Иркутского государственного университета. За окном стремительно мелькали белесовато-палевые обнажения, подрезанные автодорожными полками и терриконами.

В сущности, естественный рельеф лессового бедленда состоит из небольших плоских поверхностей, расчлененных густой сетью извилистых оврагов с сухими тальвегами. Местами тут и там на склонах виднелись куртины каких-то колючих кустарников, травянистый покров полностью отсутствовал. Отсутствие травы в пустынях связано вовсе не с жарой или с сухостью воздуха, а с крайне низким уровнем грунтовых вод. Корневая система не может до них дотянуться. Но некоторые кустарники с длиннющими корнями дотягиваются и чувствуют себя неплохо.

Рис. 5. У входа в здание Главной государственной лаборатории инженерии мерзлых грунтов и Международного Исследовательского Центра Природных и Технических систем Холодных Регионов Азии (МИЦ ПТСХРА)

Все, что проплывало за стеклом автомобиля, убеждало меня в господстве здесь крайне сухих обстановок на протяжении сотен тысяч лет и отсутствии поверхностного стока. Иначе, думал я, все эти лессовые склоны крутизной более 40° непременно бы поползли вниз в виде делювия, пролювия, а резкопересеченный лессовый бедленд постепенно расплылся в холмистую равнину.

Рис. 6. Академгородок в центре г. Ланьчжоу и одноместные номера в Доме ученых для проживания командированных сотрудников оставляют самое благоприятное впечатление

Действительно, я даже удивился своему открытию, в отличие от нашего региона, здесь практически отсутствуют склоновые процессы и отложения! Почему-то вспомнилось учение В.Пенка «об аридном цикле рельефообразования», «представления о педиментах и педипленах» и другие теории классической геоморфологии.

Почему именно здесь в пустыне так много лессов? Не являются ли именно здешние климаты основной причиной их происхождения? Ведь в условиях хорошего увлажнения и соответствующего стока все эти пылеватые отложения уже давно были бы смыты в океан - конечный базис эрозии! А тут эти тонкодисперсные продукты выветривания в огромном количестве на миллионы лет застряли где-то посередине между водоразделом и океаном.

Но ведь и в Восточной Сибири есть породы, очень похожие на лессы – многолетнемерзлые лессовидные суглинки, именуемые также едомой! В отличие от китайских лессов они полностью проморожены и интенсивно насыщены льдом, который встречается как в виде цемента, так и в виде массивных вертикальных жил, пронизывающих мерзлый грунт в виде полигональной решетки. В «сибирских лессах» встречается множество остатков степной флоры и фауны, и даже живые семена трав. Возможно, есть какие-то общие условия происхождения едомных отложений Сибири и лессов Китая? Самое важное, что их объединяет, это приуроченность и тех, и других к экстрааридным регионам с увлажнением ниже единицы. Но Великое лессовое плато расположено далеко за пределами криолитозоны. Интересно, как высоко распространяются лессы в Тибете? Возможно там, в пределах высокогорной криолитозоны, они находятся в мерзлом состоянии, содержат полигонально-жильные льды и еще более сходны с нашей едомой?

Не расстраивая др. Чжан Дзе своими соображениями по поводу лессов, я слушал его комментарии о мелькающих ландшафтах. «Вот здесь мы пытаемся изменить рельеф для нового строительства. Мы срезаем и разравниваем эти (лессовые) холмы и засаживаем их растениями». Действительно, местами появлялись обширные искусственно выровненные и рекультивированные участки, на которых стройными рядками в неимоверном количестве были высажены какие-то деревца. Кое-где мелькали устройства для автоматического полива новых рукотворных ландшафтов. Я думал, неужели китайцы хотят превратить пустыню в субтропический лес? Теоретически это кажется невозможным, поскольку нужно кардинально изменить климат. Но по мере приближения к Ланьчжоу искусственные лесные массивы становились все обширнее и уже практически смыкались над лессовым бедлендом. То тут, то там высоко на склонах виднелись оросительные устройства, людей нигде не было видно, глаза отказывались верить!

Рис. 7. Информационная доска в Академгородке Северо-западного научного центра КАН в г. Ланьчжоу сообщает о том, что 13.07.2017 ведущими учеными ИМЗ СО РАН и России из г. Якутска в актовом зале Дома ученых будут прочитаны лекции: проф. Алексей Галанин – «Позднечетвертичные эоловые образования криолитозоны Восточной Сибири» и др. Иван Христофоров – «Метод симметричной георадиолокации речных переходов»

Мы приближались к долине р. Хуанхэ, врезанной в Великое лессовое плато на 600-700 м. Высота окружающих холмов становилась все больше, а склоны все круче. Полупустая 4-полосная автострада все чаще стала нырять в тоннели. Др. Чжан Дзе сообщил, что мощность лессов здесь достигает 900 м. В основании они подстилаются еще какими-то красными глинами, инженерные свойства которых существенно отличаются.

Вообще, в естественном состоянии лессы имеют крайне низкую влажность, но обладают высокой гигроскопичностью и дают большую усадку. Это обусловлено их специфической пористостью. Пылеватые частицы упакованы крайне рыхло и касаются друг друга гранями и вершинами. Лессы достаточно хорошо держат почти вертикальные стенки, поскольку их частицы на контактах слабо сцементированы карбонатами. При сильных землетрясениях крутые эрозионные склоны лессового бедленда легко обрушаются, нередко приводя к катастрофическим последствиям.

Позже я узнал от др. Чжана Дзе, что в Главной государственной лаборатории инженерии мерзлых грунтов изучению лессов уделяют максимальное внимание. Из лессов здесь пытаются изготавливать полезные строительные смеси, добавляя в разных пропорциях пластификаторы и «отвердители». Слушая Чжана, я вспомнил, что большая часть Великой китайской стены, которая заканчивается где-то здесь, около Ланьчжоу, была построена из прессованных лессов. В равнинных районах это был единственный доступный материал для возведения Стены. Древние строители делали широкие деревянные опалубки и наполняли их лессовой пылью, поливали водой, добавляли солому, навоз и др. Затем интенсивно утрамбовывали тяжелыми колотушками. В результате этой технологии достигалась весьма высокая прочность конструкции. Лишь веками позже Стена была облицована кирпичами, преимущественно на наиболее ответственных участках. От этой мысли мне стало весело: «Значит, и сейчас они тут в Институте трамбуют эти лессы для своих грандиозных сооружений! Прошли века, а в Китае ничего не изменилось!»

Дом ученых в Ланьчжоу

Внезапно вынырнув из очередного тоннеля, мы въехали в город Ланьчжоу. Он вытянулся многокилометровой полосой вдоль долины цементно-желтой Хуанхэ. Бесконечное множество небоскребов в стиле «хайтек» обступили со всех сторон. Мосты, развязки, светофоры. Пятнадцать минут в плотном потоке автомобилей, несколько автолюбительских баек от Чжана про особо впечатляющие аварии и «отсутствие культуры вождения». В общем, все как у нас! И вот мы уже на тенистой платановой аллее в центре мегаполиса. Охранник открывает шлагбаум, и мы въезжаем в Академгородок Северо-западного отделения Китайской Академии наук.

Рис. 8. Лекции ведущих ученых ИМЗ СО РАН и участники российско-китайского научного семинара в Доме ученых Северо-западного института экологии и природных ресурсов КАН в г. Ланьчжоу 13 июля 2017 г.

Академгородок занимает целый городской квартал в самом центре Ланьчжоу, все въезды (а их, кажется, 3 или 4) закрыты шлагбаумами, стоят охранники, впускают только машины с номерами сотрудников или по пропуску. Чжан сказал, что для всех имеющих автомобили работников выделено свое парковочное место. Я привык, что в России Академгородки всегда находятся где-то на отшибе или вообще за городом. Почему-то устроители наших городков считали, что ученым намного лучше жить и работать за городом, подальше от центра!

В Ланьчжоу все наоборот. Самая лучшая, удобная и дорогая земля отведена под науку. Я спросил об этом у Чжана, на что получил простой ответ: «А как иначе!? Ведь ученые – самое главное богатство и достояние Китая, только они могут как-то изменить будущее, привести общество к лучшей жизни! А кто еще может? И потом, ученых же совсем немного, в отличие от других профессий? Дать им хорошие условия для работы совсем не сложно для уважающего себя государства?». С точки зрения философии др. Чжан Дзе, все оказывалось очень простым, понятным и логичным.

Рис. 9. Орошаемые поля рапса на высокогорных равнинах Тибета. Высота 3000 м н.у.м.

В Академгородке г. Ланьчжоу расположены 4 института Северо-Западного отделения КАН: Современной физики (законспирированное название, на самом деле здесь занимаются ядерной физикой), Институт экологии и природных ресурсов (включающий Главную государственную лабораторию инженерии мерзлых грунтов), Институт биологии Тибетского плато, Институт геологии, а также Ланьчжойская научная библиотека. Еще одно подразделение, входящее в состав Северо-Западного научного центра КАН – Цинхайский институт исследования соленых озер – расположен в г. Цинхай (Синин) в 200 км к западу от Ланьчжоу.

Рис. 10. Отара овец в каменистой пустыне хр. Куньлунь

Кроме зданий институтов и лабораторий в Академгородке множество многоквартирных домов разного типа и общежитий. В общем, все устроено таким образом, чтобы работники не теряли времени и средств на дорогу. В связи с близостью жилья, сотрудники чаще остаются во внеурочное время, особенно, когда приближается какой-то «дэдлайн», скажем, сдача отчета по хоздоговору. Позже я в этом убедился, множество окон институтов продолжали светиться до утра. Наверное, при такой организации существенно возрастает производительность труда.

А если гости приехали в командировку, на стажировку или кто-то из работников проводит длительный эксперимент в лаборатории, требующий непрерывного контроля, весь 4 этаж Главной государственной лаборатории инженерии мерзлых грунтов СЗИЭПР КАН представляет собой прекрасную гостиницу 3-звездного уровня, именуемую также Домом ученых. В нем имеется 10-15 номеров со всеми удобствами, столовая, комфортабельный зал для совещаний на 60 человек. Захотел поспать-отдохнуть 2 – 3 часа – не нужно тратить лишние средства и время.

Остальные 3 этажа здания Лаборатории плюс еще один подземный заняты различными видами приборов и научным оборудованием. Таким образом, однажды приехав в Лабораторию, вы, в принципе, можете не выходить из нее. Для организации опытов, вы можете после завтрака, не снимая тапочек, спуститься из своего номера на лифте парой этажей ниже и мгновенно приступить к работе.

Естественно, все кто пользуется гостиницей, оплачивают расходы на ее содержание. Вы можете сделать это из личных средств, а если есть какие-то гранты, то вообще нет проблем. В общем, все устроено так, что гостиница не только полностью самоокупается, но и более того – создает дополнительные рабочие места для обслуживающего ее персонала. Иногда гостиница даже зарабатывает для Института дополнительные средства за счет туристов, бизнесменов и других постояльцев, которых в центре Ланьчжоу превеликое множество. Так что местоположение Академгородка и Дома ученых в центре города и в этом плане выгодное и рациональное.

Кроме оптимального и эффективного устройства ГГЛЕМГ и состоящего при ней Дома ученых, меня поразило и другое обстоятельство. Оказалось, что в Академгородке Ланьчжоу проживают именно научные работники, а не сторонние люди. В российских же Академгородках все-наоборот: государственные квартиры там давно «приватизировали» и продали. Контингент постепенно меняется, и теперь здесь в основном живут люди, не имеющие к науке совершенно никакого отношения. А новое поколение ученых, часто, вынуждено искать себе жилье, где придется, добираться до работы с пересадками. При современной тенденции в российских академических городках скоро не будет никаких ученых.

Мои наблюдения за грандиозными экономическими достижениями Китая и его науки каждый раз убеждали меня, что выбранные нашей страной 30 лет назад новые рыночно-капиталистические принципы организации общества и экономики далеко не самые эффективные. Все положительные завоевания социализма теперь достались Китаю, а мы остались с носом, как это ни печально.

Нас поселили в лучших одноместных номерах Дома ученых на полном пансионе. Чжан Дзе сообщил, что нам нечего беспокоиться, все расходы оплачивал наш грант SAEFA. Даже завтраки пытались приносить в номер, но мы предпочли сами ходить в столовую, тем более до нее всего 15 метров.

Рис. 11. Горные пустыни Тибета.

Первым делом Чжан Дзе провел нам короткую экскурсию по зданию ГГЛИГ, показал основные приборы и приспособления для изучения природных грунтов и различных инженерных грунтовых смесей. Многие устройства предназначены для тестирования крупных объектов и сложных конструкций. Здесь в автоматическом режиме происходит циклическая заморозка и оттайка грунтов, сжатие мощными прессами. Системы различных датчиков позволяют отследить изменения различных параметров – температуры, плотности, пластичности, влажности. Все это нужно для оценки пределов устойчивости инженерных сооружений, разрабатываемых для эксплуатации в сложных климатических условиях Тибета.

В Ланьчжоу уже стояла неимоверная жара за 40 градусов. Мы засели за компьютерами в своих номерах с кондиционерами и тщательно готовились к предстоящим докладам. Они являлись важной частью гранта SAFEA и всего нашего визита, и должны были быть прочитаны на английском. По всему Академгородку появились большие цветные плакаты с объявлениями, на которых мы распознали свои физиономии. Весь этот официоз вводил нас в некоторую панику. Однако наши волнения оказались напрасными, а может, наоборот, пошли впрок. Как говорится: «Не боги горшки обжигают!». По словам нашего куратора др. Чжана Дзе и других китайских коллег, наши доклады 13 июля вызвали одобрение профессорского состава, завязались кулуарные дискуссии. Позже к нам подходили молодые ученые и аспиранты с разными вопросами.

Еще при согласовании списка направлений совместных исследований ИМЗ СО РАН и СЗИЭПР КАН одна из тем – «Эоловые процессы холодных регионов Якутии, Северного Китая и Тибета» (руководители д.г.н. А.А.Галанин и проф. Ц.Хуэйцзюнь) – вызвала интерес у китайских коллег. Поэтому именно ей я решил посвятить первую лекцию в Доме ученых ГГЛЕМГ. Оказалось, что мерзлые дюнные массивы, сходные с якутскими тукуланами, крайне широко распространены на севере Китая, а также в пределах криолитозоны Тибета. Более того, эти частично мерзлые дюнные массивы детально изучаются нашими китайскими коллегами на Тибетской научной станции под руководством профессора Цинбай Ву, расположенной в 1500 км к западу от Ланьчжоу на высоте 4700 м н.у.м. и входящей в состав ГГЛЕМГ. Таким образом, предстоящая научная экскурсия в Тибет логично продолжала «криогенно-эоловую» тематику. Кстати, различные аспекты феномена тукуланов – песчаных дюнных массивов Якутии – недавно рассмотрены в журнале «Природа» [1].

За день до поездки др. Чжан Дзе сообщил, что утром выезжаем, и мы начали собираться в поездку на Тибетскую высокогорную станцию.

Путешествие в Тибет

Не дожидаясь завтрака, мы выехали из Ланьчжоу 15 июля в 5-30 утра, чтобы проскочить утренние пробки на выезде из города. Решение оказалось правильным, уже через полчаса мы оказались на просторном платном автобане, помчались в западном направлении вверх по долине р. Хуанхэ. Еще через пару часов, преодолев около 200 км, мы въехали в г. Цинхай (Синин), где быстро позавтракали в придорожном кафе и двинулись дальше.

Для поездки нам был выделен солидный джип марки «Ниссан Сафари» с водителем и начальник отряда Чжан Шэнжун – аспирант геологического факультета МГУ, который за время обучения в России неплохо освоил русский. Водитель Гао Фань был не многословен, хотя немного говорил по-английски. Во всех его движениях наблюдалась военная выправка. Позже наш сопровождающий Чжан Шэнжун рассказал, что Гао служил в армии в Кашмире на границе с Индией, где познакомился со своей будущей женой – ныне научной сотрудницей института. Несколько лет назад Гао демобилизовался, после чего занялся бизнесом, сильно разбогател (по мнению Чжана Шенжуна), но любит участвовать в экспедициях, много фотографирует. Джип также принадлежит Гао Фань, а институт просто его арендует. Мы конечно не совсем верили Чжану Шэнжуну. Считали, что Гао не просто водитель, а секретный сотрудник разведывательного управления Китая, которого к нам, как к важным персонам, приставили для наблюдений под видом водителя. С точки зрения данной версии, наша поездка становилась все более сюрреалистичной.

Одним из поводов нашего беспокойства была большая абсолютная высота места назначения – 4700 м н.у.м. Имея хороший опыт путешествий по высокогорьям Перу и Боливии, я понимал, что просто так взять и резко заехать на такую высоту весьма опасно для здоровья. Можно схватить горную болезнь, именуемую у альпинистов «горняшкой», основные симптомы которой – удушье, отек, головная боль и много всего прочего, вплоть до смертельного исхода. Поэтому нужна акклиматизация – хотя бы 1 ночевка на промежуточной высоте около 3000 м н.у.м. В нашей поездке была запланирована ночевка в г. Голмуд, расположенном в широкой горной котловине к северу от хр. Куньлунь на высоте 2800 м н.у.м. Кроме того, исходя из того же опыта высокогорных путешествий, за день до поездки начали профилактический прием специальных таблеток от «горняшки», которые привезли с собой из Якутска.

Дорога поднималась все выше, отметка на GPS уже давно перескочила за 3000 м, мы въехали на высокогорную равнину. Ландшафты становились все более засушливыми, естественная древесная растительность уже полностью выпала, кругом простирались каменистые степи и дефляционные каменистые пустыни, покрытые песчано-кустарниковыми кочками, местами появлялись полузакрепленные песчаные дюнные массивы. Вскоре в широкой, окруженной холмами котловине мы увидели большое соленое озеро Цинхай, из которого торчали какие-то вышки, видимо для добычи соли.

Рис. 12. Отметка высоты на навигаторе давно уже перескочила за 4500 м.

Автострада, огибая множество небольших населенных пунктов, вела нас все выше и выше. Иногда появлялись искусственно орошаемые лесопосадки и множество различных сооружений по закреплению ландшафтов от вездесущей дефляции. Сельскохозяйственные поля и огороды исчезли, вместо них по степным просторам местами бродили отары овец и яков. Где-то вдалеке среди бескрайней степи светлыми куполами одиноко маячили крыши юрт. Ландшафт до боли напоминал Центральную Монголию, в которой мне давным-давно во время студенческой практики пришлось провести больше месяца.

Мы плавно переезжали через небольшие перевалы, где отметки подбирались к 3800 м н.у.м. Иногда голову немного сдавливало, в висках слегка постукивало. Водитель время от времени оборачивался и с очень серьезным выражением лица спрашивал, как мы себя чувствуем. Увидев, что мы непринужденно щелкаем фотоаппаратами, предлагал остановиться размять ноги и покурить. Мы беседовали с Чжаном Шэнжуном о мерзлоте и жизни. И, в общем-то, не успели оглянуться, как подъехали к городу Голмуду. Солнце склонялось к закату. Нам сообщили, что Голмуд и есть «Ворота в Тибет», хотя мы наивно полагали, что уже целый день едем по Тибету.

Расположенный в центре обширной горной пустыни город Голмуд выглядел весьма современно и купался в зелени платановых аллей. Местами по обочинам улиц тянулись полноводные арыки, куда мощными насосами из глубины непрерывно нагнеталась чистая прохладная вода. Меня не покидала мысль, откуда здесь в пустыне они берут столько воды, чтобы оросить все это? Наш проводник Чжан Шенжун сообщил, что воды здесь достаточно, ее качают из скважин.

Переночевав в первоклассной гостинице, уже в 8 утра мы двинулись в «настоящий Тибет». Через 10 минут проехали символические «Ворота в Тибет», а еще через полчаса оказались в длинной веренице автомобилей, стоявших в очереди на пограничном пропускном пункте. Оказалось, что в Тибет попасть не так просто. В связи с нестабильной социально-политической обстановкой въезд иностранцев туда ограничен или вообще запрещен. Но нам повезло. После непродолжительных переговоров и предъявления всех необходимых разрешений, в которых как всегда что-то оказывается не так, нас все-таки пустили. Пустить пустили, но забрали заграничные паспорта! Кроме того, сообщили, что разрешают «заехать в Тибет» всего на 1 день до вечера.

Плохо понимая суть происходящего и, особенно, что значит «заехать в Тибет на 1 день до вечера», ведь до места назначения еще более 400 км, мы не очень-то расстроились. Миновав «таможню», мы помчались дальше, но вскоре уткнулась в непроходимую стену горного хребта Куньлунь. Скорость движения резко упала, дорога сузилась, начала петлять и извиваться по горным склонам, периодически пересекая глубокие каньоны с сухим дном. Теперь уже практически исчезла и травянистая растительность. Ландшафт превратился в каменистую горную пустыню, повсеместно разбросанные камни, скалы и даже песок приобрели красноватый оттенок и сильно напоминали фотографии марсианских пейзажей.

Тибет – страна контрастов

Тибет – наиболее высоко поднятая область Земли, именуемая часто «Крышей Мира». Он представляет собой сложный агломерат высокогорных равнин, нагорий и хребтов высотой от 4 до 7 тыс. метров н.у.м. Климат Тибета поражает контрастами. На высокогорных равнинах выше 4500 м н.у.м. в летний период температура днем иногда достигает +30°С, а ночью часто опускается ниже нуля. Зимой все наоборот: ночные температуры опускаются до -30°С, а к полудню иногда достигают положительных значений.

Важной климатической особенностью Тибета является относительно низкое количество осадков и высокое испарение. Периферийные части Тибета получают осадков существенно больше (500 – 600 мм), а внутренние – всего 250 – 300 мм/год. Основная часть (75 – 80%) выпадает в середине лета. Распределение осадков крайне неравномерно и подчиняется высотной поясности. По мере увеличения абсолютной высоты их количество растет, а испарение уменьшается. Соответственно с высотой увеличивается коэффициент увлажнения. Это отчетливо отражается в ландшафтах: в интервале 3500-4500 м н.у.м. на плакорных участках распространены пустыни с островками каменистых степей, в интервале 4500 – 5000 м – мозаичные лугостепи, а выше 5000 м – преимущественно альпийские луга.

Отрицательная среднегодовая температура (-3°С) на высотах 4500 – 4700 м н.у.м. являются главным условием существования в Тибете многолетнемерзлых пород (ММП). Пространственное распределение и мощность ММП подчиняется высотной поясности. Ниже 4 тыс. м н.у.м. мерзлота носит островной характер, встречается редко и относится к реликтовому типу. В интервале 4 – 4,5 тыс. распространена островная и прерывистая мерзлота переменной мощности в первые десятки метров. Выше 4,5 тыс. м н.у.м. простирается пояс сплошного распространения мерзлоты, мощность которой достигает ста метров и более.

Снега выпадает исключительно мало 1 – 2 см, а его покров крайне неравномерен из-за ветрового перераспределения. Большая часть снега выдувается и испаряется, минуя жидкую фазу (сублимируется). В ясные зимние дни иногда наступают положительные температуры, часть снега оттаивает, талые воды просачиваются в грунт, где ночью замерзают в виде конжеляционного льда. Особенно впечатляет огромное за год количество переходов температуры поверхности через ноль – точку замерзания воды – что кардинальным образом ускоряет все процессы криогенного дробления, выветривания криотурбации, морозного кипения и др. В таких условиях лежащие на поверхности обломки пород должно, в буквальном смысле, разрывать на части.

Коэффициент увлажнения в Тибете близок к Центральной Якутии или Сахаре – существенно ниже единицы. С одной стороны, это способствует формированию засушливых пустынных обстановок, с другой – сплошное распространение ММП и мерзлотные водоупоры на отдельных участках приводят к локальному переувлажнению почв на равнинных участках, формированию в котловинах выдувания множества мелких эфемерных озер.

Несмотря на наличие ледников, речной сток здесь незначительный, флювиальные процессы подавлены, за исключением редких и коротких дождевых паводков. Некоторые внутренние районы настолько засушливы, что превратились в пустыни, а некогда крупные водоемы полностью испарились или превратились мелкие соленые озера. В непосредственной близости с ними в высоком поясе гор выше 4,5 тыс. м н.у.м. много крупных ультрапресных крупных озер, получающих питание исключительно с горных ледников.

Рис. 13. Невероятно сложный в инженерно-техническом отношении 900 километровый участок Транстибетской железной дороги проходит на высоте более 4500 м н.у.м., пересекая глубокие ущелья и каньоны (а), пояса современного горного оледенения (б) и обширные территории сплошного распространения криолитозоны (в)

В общем, Тибет – это страна неимоверных контрастов! Лишенные растительного покрова склоны гор в Тибете покрыты многочисленными параллельными ложбинами поверхностного стока – деллями – типичным элементом аридного типа денудации и морфообразования. Они формируются на склонах во время внезапных ливней временными водотоками небольшой мощности, которые не могут вынести большое количество наносов и в нижней части склона попросту дренируют в грунт или частично испаряются.

В наиболее засушливых районах Тибета почвенно-растительный покров вообще отсутствует, ландшафты образованы преимущественно каменистыми пустынями, среди которых встречаются обширные поля дюн и барханов – песчаные моря или эрги. Непрерывно дующие ветры способствуют интенсивной дефляции – ветровому выдуванию тонкодисперсных супесчано-суглинистых отложений. Наиболее интенсивно выдуваются глинистые и суглинистые фракции. Пыль поднимается высоко в атмосферу и полностью выносится на пределы нагорья. Песчаные частицы не могут подниматься в воздух, они перемещаются путем сальтации – мелких прыжков, группируются в дюны и барханы, медленно перемещающиеся по поверхности тибетских равнин.

Рис. 14. Ледники сползают прямо в засушливую каменистую пустыню. Хребет Куньлунь, Тибетское нагорье

Уже на протяжении миллионов лет Тибет представляет собой крупнейшую область аридной денудации. И в настоящее время миллионы тонн пыли ежегодно выносились за пределы нагорья. Поднимаясь за пределы тропосферы, пыль перемещалась в восточном направлении – противоположном вращению Земли. Постепенно за пределами нагорья пыль осаждалась вместе с дождевыми осадками, покрывая обширные территории. Вот так за миллионы лет сформировалось величайшее в мире Китайское лессовое плато – пиньинь, простирающееся в виде шлейфа к востоку от Тибета и покрывающего бассейн р. Хуанхэ до ее среднего течения. Его площадь около 430 тыс. км2, а средняя мощность отложений составляет 250 м, достигая на отдельных участках 500 м и более.

В практическом отношении китайские лессы, с одной стороны, весьма полезны, поскольку обладают высочайшей плодородностью в случае орошения. В этом плане они являются полезным природным ресурсом. С другой стороны, лессовые отложения создают множество проблем при строительстве, поскольку подвержены широкому перечню опасных процессов и явлений – дефляции, оползанию, оплыванию, размоканию и разжижению гораздо сильнее, чем другие типы грунтов. Именно в результате размыва лессовых отложений воды великих китайских рек Хуанхэ и Янцзы всегда мутные, имеют желто-цементный цвет от переизбытка влекомых наносов.

Рис. 15. Типологические ландшафты высокогорных равнин Тибетского плато в интервале высот 4500-4800 м н.у.м. Дефляционно-аккумулятивные песчано-каменистые криостепи (а) с плоскими котловинаями выдувания, периодически затапливаемые надмерзлотными и дождевыми водами; широки дефляционные желоба (б) и травянисто-песчаные аккумулятивные бугры (в), возникающие на участках закрепления травянистой растительностью

Теперь становится понятным, почему в Тибете преобладают каменистые пустыни. Ведь все тонкодисперсные отложения миллионы лет выносились ветрами за пределы этого горного сооружения и откладывались по периферии нагорья в пределах Великого лессового плато.

На «Крыше Мира»

Все чаще наши размышления о мистериях Тибета стали прерываться не слишком приятными ощущениями. С каждым новым перевалом мы забирались все выше и выше. Чувствовался недостаток кислорода, сердце то учащенно билось, то на миг замирало. Мы давно пересекли отметку 4500 м н.у.м. и двигались по широкой каменистой степи, обрамленной где-то вдалеке цепочками заснеженных вершин. Исчезли овраги и каньоны, то тут, то там прямо посреди степи виднелись какие-то лужи, мелкие округлые озерки с плоскими берегами, мелкие извилистые речушки с медленно текущей мутной красноватой водой. Но никаких болот нигде не было! Очень странно! В пределах криолитозоны Якутии и всей Восточной Сибири территории обычно заболочены из-за мерзлотного водоупора, залегающего весьма близко от дневной поверхности. Я уже не говорю о берегах множества термокарстовых озер Якутии, которые часто представляют собой качающуюся трясину.

Марсианские красноватые пейзажи исчезли. Ландшафт окрасился в изумрудно-зеленый цвет альпийских лугов с соломенно-желтыми островками степей. Однако все казалось каким-то неполным, незавершенным. Везде были видны разрывы дерна, через которые пестрел все тот же красноватый песчано-щебнистый «марсианский» грунт. Местами незадернованные участки были мокрыми и покрытыми какими-то наилками, как будто днища недавно высохших луж. По-видимому, и здесь кровля мерзлоты залегает весьма близко, поэтому атмосферные воды не просачиваются глубоко и периодически выступают на поверхность. Но почему-то это не приводит в Тибете к обширному заболачиванию.

Местами появлялись каменистые пятна, напоминающие пятна-медальоны, небольшие изометричные бугры с треснувшими макушками. Все это было крайне не похоже на мерзлотные формы и явления, привычные для нас в Якутии. Совершенно не попадались ледово-грунтовые полигоны, крайне широко распространенные в Сибири. Отсутствовали также какие-либо курумоподобные образования. Вообще, размеры самых больших обломков на поверхности не превышали 15 – 20 см.

Асфальтовая автострада местами изобиловала ямами, рытвинами и трещинами и сильно напоминала автострады Якутии. Наша средняя скорость упала до 30 – 40 км/час. На расстоянии 200 – 300 м от автострады стрелой протянулась Транстибетская железнодорожная магистраль. Она, как будто не замечая меняющегося рельефа, ландшафта и климата, убегала в неизвестность. Здесь на самом высоком участке Тибетского нагорья значительная часть этого грандиозного в инженерном плане сооружения возведена на железобетонных опорах, каждая из которых в свою очередь установлена на четырех покоящихся в мерзлоте железобетонных сваях.

«Это все мерзлотные процессы автодорогу разрушают», – пояснил наш аспирант Чжан Шенжу. Погода резко изменилась, над «крышей мира» неслись плотные гурты облаков, из которых временами мелко моросил дождь. Похолодало. «Скоро на станцию приедем, осталось всего сто сорок километров», – сообщил Чжан.

Дорога снова поползла на перевал, голову сдавливало тисками, мы молча проглотили еще по таблетке от «горной болезни» и пытались справляться со своим на мгновенья пропадающим сознанием. Говорить никто не хотел, для этого не хватало воздуха. Лишь изредка обменивались короткими фразами – убедиться, что все еще живы.

К недостатку кислорода вскоре добавилось еще одно «развлечение». По разбитой ямами дороге машину болтало туда-сюда. Все внутри у нас также соответствующим образом болталось и стремилось наружу. С благодарностью вспомнили утреннюю просьбу нашего водителя Гао Фаня, чтобы мы не слишком наедались. И обедом также пришлось пожертвовать на всякий случай.

Наконец, в паре сотен метров от дороги на одиноком куполообразном холме показалась небольшая группа синих одноэтажных строений с красными крышами. Мы сразу поняли, что это и есть научно-исследовательская станция. Приближался закат, нас уже здесь ждали.

Тукуланы Тибета – невероятно, но факт!

Изучение криогенно-эоловых процессов Тибета представляет не только фундаментальную задачу, но и сугубо практический интерес, поскольку некоторые песчаные массивы формируются и двигаются так быстро, что могут засыпать автодорожную насыпь. Однако на порядок большую опасность представляет другой эоловый процесс – дефляция – ветровое выдувание мелкозема. Дефляция охватывает обширные участки равнинного и горного рельефа Тибета и является здесь, на наш взгляд, самым распространенным и опасным инженерно-геологическим процессом.

Дело в том, что опасна не столько сама дефляция, а то, что сдувание почвы и поверхностных отложений приводит к обнажению высокольдистых ММП и массивных грунтовых льдов. Они начитают интенсивно деградировать, что приводит к катастрофическому площадному термокарсту. А на участках строительства, где происходит частичное или полное нарушение почвенно-растительного слоя, процессы дефляции и термокарста особенно активизируются.

Логично предположить, что, прежде всего, необходимо бороться с дефляцией, которая вызывает деградацию мерзлоты. Но как это сделать? Пытаться закреплять ландшафт путем простого высаживания растений здесь бессмысленно. Для деревьев и кустарников слишком холодно и сухо, все почвы каменисто-щебнистые и трава на них растет плохо. Возить почвогрунт издалека – дело крайне затратное, его также нужно где-то брать, кроме того, всю привезенную почву мгновенно сдует ветром! Чтобы этого не происходило, нужно каким-то образом снизить воздействие ветра на земную поверхность.

Нужно замедлить процессы дефляции, а еще лучше создать условия эоловой аккумуляции. Тогда теоретически должна начаться естественная аккумуляция тонкодисперсных отложений. Мудрые китайцы с легкостью и без особых затрат решили эту проблему. Вдоль проблемных участков железных и автомобильных дорог Тибета они возвели целые системы специальных легких сеточных ограждений высотой до 1 м, ориентированные поперек господствующих ветров. В результате скорость приземного ветра существенно снизилась, и на поверхности началось интенсивное накопление песка. В миниатюре это выглядит, как если шкуру с густым мехом положить на землю. Между его ворсинками обязательно начнет застревать песок.

Используемые китайскими коллегами приемы настолько эффективны, что на протяжении 2 – 3 лет на участках, защищенных от дефляции, аккумулируется слой дюнного песка толщиной более 1 м. Заключительной фазой таких мероприятий является биологическая рекультивация рукотворных эоловых покровов соответствующей растительностью.

Само по себе явление распространения дюнных образований в холодных регионах со сплошным распространением мерзлоты не стоит рассматривать как что-то необычное. Достаточно взглянуть на Марс, поверхность которого на 90% покрыта эоловыми образованиями, а температура воздуха опускается ниже -150°C.

Современные и позднечетвертичные дюнные массивы (тукуланы) весьма широко распространены в Якутии и Восточной Сибири, несмотря на то, что эти области расположены в крайне холодном климате и в пределах криолитозоны сплошного типа. В сущности, это один из вариантов холодных песчаных пустынь, занимающих обширные пространства Центральной Якутии в бассейне среднего течения р. Лены и Вилюя. Еще более обширные пространства дюнообразования охватывали не только Восточную, но и Западную Сибирь, а также Европу и Канаду во время последнего термического минимума 18 – 20 тысяч л.н., именуемого сартанским криохроном. На протяжении этого периода одновременно с песчаными дюнными покровами на заболоченных пространствах формировалась вторая ключевая формация криолитозоны – ледово-лессовые отложения с массивными полигонально-жильными льдами.

Рис. 16. Альпийские луга

(а) приурочены к пологим переувлажненным подветренным склонам холмов на абсолютных высотах от 4500 м и выше. На открытых участках интенсивной дефляции и эоловой аккумуляции развиваются специфические мозаичные лугостепи (б). На пологих возвышенностях распространены куртинные каменистые степи с множеством дефляционно-криогенных медальонов (в, г)

Ландшафтно-климатические условия в Якутии и Восточной Сибири еще совсем недавно кардинальным образом отличались от современных. Об этом ярко свидетельствуют многочисленные находки вымерших животных – бизонов, мамонтов, шерстистых носорогов, сайгаков, диких лошадей, быков, верблюдов, пещерных медведей, львов, саблезубых кошек и других. Ведь именно в тех более жестких климатических условиях «ледникового периода» они прекрасно существовали и достигали высокой численности. Так почему же они все вымерли в современном климате? Хуже был тот климат или лучше, чем современный? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Но можно с уверенностью сказать, что ландшафты «ледникового периода» в Восточной Сибири были гораздо более продуктивными и разнообразными, раз могли поддерживать более значительную численность и высокое видовое разнообразие крупных травоядных мамонтового биома. Поэтому, если говорить о масштабном вымирании, то следует говорить не об исчезновении списка видов, а целой экосистемы, кардинально непохожей на современную.

Как выглядела эта вымершая экосистема мамонтовой степи можно только предполагать. Эволюционируя внутри экосистем, животные адаптируются к ее климатическим условиям, кормовой базе, сезонам года, особенностям погоды, рельефу, ландшафтам. Как известно, высокое разнообразие травоядных копытных возникает на широких открытых пространствах саванн, степей и полупустынь, где основными видами являются травянистые растения. В таких ландшафтах стратегически важным является способность передвижения на большие расстояния от пастбища к пастбищу.

Рис. 17.

Тибетская высокогорная исследовательская станция Северо-западного института экологии и природных ресурсов КАН расположена на высоте 4700 м на одном из наиболее проблематичных в инженерно-геокриологическом отношении участков Транстибетской железной дороги. ММП имеют здесь сплошное распространение, мощность варьирует от 70 до 300 м, а льдистость грунтов достигает 50%

В условиях холодных степей (криостепей) на особенности эволюции накладываются крайне низкие температуры. Для лучшего сохранения тепла происходит увеличение размеров животных, густоты и длины шерсти, появление трубчатой шерсти, уменьшение длины конечностей для убыстрения кровообращения. Все эти и многие другие адаптационные признаки наблюдаются у травоядных мамонтового биома, вымерших на территории Восточной Сибири около 8 – 12 тысяч л.н. Однако, отмеченные эволюционные приспособления и сейчас были бы весьма выигрышными в условиях ультра холодного климата Якутии и Восточной Сибири. Но мамонты и бизоны все-же вымерли. В то же время многие их современники населяют холодные степи и полупустыни современного Тибета, прекрасно себя чувствуют и совершенно не собираются вымирать! В чем же причина? Не означает ли это, что ландшафтно-климатические условия Якутии во времена мамонтового биома были чем-то сходны с современными ландшафтами и климатами Тибета? Логика подсказывает, что это возможно.

Рис. 18.

Инженерные мероприятия для снижения дефляции и формированию искусственных эоловых покровов на экспериментальном участке Высокогорной Тибетской геокриологической станции. Абс. высота 4650 м н.у.м: а – рук. станции проф. Цинбай Ву (слева) и г.н.с. Лаборатории общей геокриологии ИМЗ СО РАН д.г.н. Алексей Галанин (справа) обследуют незакрепленный дюнный массив вблизи Транстибетской железной дороги; б – автоматическая метеостанция на площадке мониторинга; в – сеточные ограды для захвата эолового песка и формирования искусственных дюнных массивов

Если природно-климатические условия Восточной Сибири были сходны с тибетскими, то в современных ландшафтах Тибета мы можем в реальности наблюдать аналогичные процессы формирования рельефа, рыхлых отложений и криолитозоны. Другими словами, современный Тибет может стать дополнительным ключом для понимания механизмов и условий происхождения рельефа, рыхлых отложений и криолитозоны Восточной Сибири.

Длительное время исследователи «ледникового периода» Сибири полагали, что по мере плейстоценовых похолоданий лесная растительность сменялась лесотундрой, затем кустарниковой тундрой и, наконец, бедными арктическими травянисто-лишайниковыми тундрами. При дальнейшем похолодании тундры сменялись каменистыми пустошами, покрывались многочисленными снежниками и покровными ледниками. При потеплении климата все происходило в обратном порядке. Такие представления основывались на учении о географической зональности и высотной поясности. Действительно, многие исследователи, представляя себе ландшафтно-климатические изменения плейстоцена, как будто двигаются по современной карте с юга на север и обратно.

Наблюдая пространственную структуру современных ландшафтов Восточной Сибири, трудно представить, что в процессе похолодания лиственничная тайга может смениться не болотистой тундрой, а степью, тем более дюнными пустынями. Поэтому длительное время считалось, что обширные дюнные массивы пустыни не были свойственны ландшафтам Якутии во время плейстоценовой ледниковой эпохи.

В действительности криогенно-эоловые образования Якутии (тукуланы) являются откровенным свидетельством холодных и ультрааридных климатов, господствовавших на территории региона в позднем плейстоцене. Они напоминают нам о сложной мозаике холодных ультраконтинентальных песчаных пустынь и мамонтовых криостепей, распространившихся на обширных пространствах Восточной Сибири на протяжении последних криохронов.

Сходство современного климата Тибета и позднеплейстоценового палеоклимата Якутии, с поправкой, конечно, на широту, подчеркивается тем, что в пределах высокогорной криолитозоны Тибета имеется множество подвижных дюнных массивов, очень сходных с якутскими тукуланами. Мы упоминали их выше. Эти массивы иногда довольно быстро перемещаются, создавая существенные проблемы строительству и эксплуатации инженерных объектов. Оказывается, что китайские коллеги, также как и мы в Якутии, активно изучают эти явления здесь в Тибетской высокогорной геокриологической станции под руководством профессора Цинбай Ву.

Как и в тукуланах Якутии, в тибетских песчаных массивах происходят различные криогенные процессы – промерзание, формирование наледей. Различные типы грунтовых вод тибетских тукуланов, также как и дюнных массивов Якутии, разгружаются в виде высокодебитных межмерзлотных источников, т.е. имеют некоторое сходство гидрогеологического строения.

Однако есть и существенные отличия тибетской криолитозоны, а именно то, что здесь вместе с высокольдистыми многолетнемерзлыми грунтами и дюнными массивами распространены крупные современные ледники. Причем на некоторых участках края ледников находятся в окружении активных дюнных массивов. Как ни парадоксально, но в действительности оказывается, что оледенение и песчаные пустыни могут сосуществовать и развиваться одновременно в сходных климатических условиях!

Рис. 19. Системы защиты от дефляции на высокогорном участке (4700 м н.у.м.) Транстибетской железной дороги. Спутниковый снимок WorldVeiw

В то же время в пределах криолитозоны Тибета крайне незначительно распространены отложения ледово-лессовой формации с ПЖЛ, столь широко развитые в Якутии и Восточной Сибири. Почему? Ответы на эти, и множество других вопросов, вероятно, могут быть получены в рамках совместных исследований по теме «Эоловые процессы холодных регионов Якутии, Северного Китая и Тибета».

Тибет – прародина мамонтового биома

Растительный и животный мир современного Тибета удивителен и неповторим. Здесь, среди пестрой мозаики альпийских лугов и горных степей, разгуливают обросшие густой и длинной шерстью тибетские яки – предки современных коров, «лошади Пржевальского» и множество разновидностей диких ослов различных размеров и окраски – онагры, куланы и кианги. Какая-то из этих разновидностей (а может все вместе) стала прототипом современной одомашненной лошади. Не менее экстравагантно вписаны в ландшафты холодной тибетской степи дикие двугорбые верблюды (хаптагаи), низкорослые антилопы оронго с длинными саблевидными рогами, дикие овцы, горные козлы и бараны, джейраны и многие другие травоядные, еще недавно, 12 – 14 тысяч л.н., населявшие обширные пространства плейстоценовых криостепей Северной Евразии.

Среди эндемичных хищников можно отметить ирбиса – снежного леопарда, красного и тибетского волка, гималайского медведя, тибетскую лису, дикого кота манула и др. Конечно, здесь обитает также множество других животных, в названиях которых также используется слово «тибетский». Это означает, что данные виды являются эндемиками и нигде больше не встречается. Есть здесь еще менее изученные животные весьма необычного облика. Например, такины, практически неизвестные европейцам и описанные зоологами лишь в начале прошлого века.

Рис. 20. Большое морфологическое сходство внешнего облика у современных представители «вымершего» мамонтового биома обусловлено длительной адаптацией к условиям «холодной степи». Сверху вниз: тибетский як, овцебык, степной бизон

Большинство перечисленных травоядных по степени адаптации полностью соответствуют охарактеризованным выше представителям «мамонтового биома» – обитателям холодных криостепей. Наиболее холодостойким крупным травоядным является дикий як, нередко забирающийся на высоты до 6 тыс. м н.у.м. Это животное, предполагаемый предок современных коров, чем-то сходно с овцебыком и имеет множество адаптаций к крайне низким температурам и разряженной атмосфере.

Все это заставляет задуматься, почему именно здесь, в Тибете, наблюдается такое разнообразие столь специфической «криостепной» фауны крупных травоядных? У современных палеонтологов на этот счет уже имеются некоторые соображения. Дело в том, что около 10 млн лет назад в конце миоценовой эпохи Тибет начал изолироваться от внешнего мира в результате непрерывного тектонического подъема территории. Причиной этого вздымания стала тектоническая коллизия – столкновение крупнейших плит земной коры – Китайской платформы и «приплывшего» с юга Индийского субконтинента. Активные тектонические движения и рост Тибета продолжаются вплоть до настоящего времени, сопровождаясь высокой сейсмической, вулканической и гидротермальной активностью.

Рис. 21. Некоторые представители плейстоценового мамонтового биома, сохранившиеся в холодных степях Тибета

Недавние уникальные палеонтологические находки остатков шерстистых носорогов на юго-западном Тибете на высоте 4200 м н.у.м. свидетельствуют о том, что первые представители плейстоценового мамонтового биома появились в плиоцене около 7 млн лет назад. Полученные данные явно свидетельствуют, что мамонтовая фауна возникла именно на территории Тибета [2], а не в других регионах. Причем возникла она задолго до начала глобального похолодания и наступления четвертичной ледниковой эпохи. Об этом также свидетельствуют современные генетические исследования ДНК шерстистого мамонта, которые показали его наиболее вероятное родство с индийским, а не с африканским слоном. Предки индийских слонов также населяли территорию современного Тибета в миоцене.

Итак, в миоценовую эпоху около 10 млн л.н. до начала тектонического вздымания на территории современного Тибета обитали исключительно тропические виды растений и животных, сходных с современными обитателями Индии – слоны, носороги, буйволы, антилопы, львы, тигры и многие другие. Природа миоценовой эпохи кардинально отличалась от современной и в глобальном масштабе. Материковые ледниковые покровы отсутствовали, Антарктида была свободна ото льда. Климат был настольно мягким и теплым, что природные зоны были практически не выражены, субтропические леса и саванны достигали до арктического и антарктического побережий.

Медленный подъем территории Тибета на протяжении миллионов лет сопровождался настолько незаметными климатическим изменениям, что животные успевали к ним приспосабливаться, постепенно превращаясь в другие виды. Так, снижение кислорода по мере увеличения абсолютной высоты, сопровождалось ростом объема легких и изменением химического состава гемоглобина, похолодание климата сопровождалось изменением у животных пропорций тела, увеличением длины и густоты шерстяного покрова, утолщением жировых тканей и другими адаптациями. В конце концов, Тибет превратился в высочайшее нагорье, его отдельные хребты достигли хионосферы и стали покрываться ледниками. Обитатели нагорья настолько изменились генетически, что превратились в другие виды – эндемики, не встречающиеся в окружающих регионах. Они уже не могли спуститься вниз в окружающие тропики, поэтому оказались полностью изолированными от внешнего мира.

Однако в начале плейстоцена, около 2 млн лет назад, началось крупнейшее глобальное похолодание, оледенение и иссушение климата, ландшафты дифференцировались на природные зоны, к северу от Тибета на территории Северной Евразии возник циркумполярный пояс лесостепей, криостепей и полупустынь, ландшафтно-климатические условия которых оказались чем-то сходными с тибетскими. Для многих обитателей Тибета, миллионы лет изолированных от внешнего мира, новые природные условия оказались благоприятными, они вышли за пределы нагорья и распространились по всей Северной Азии и даже проникли в Америку через Берингийский сухопутный мост.

Таким образом, прародиной мамонтовой фауны, многочисленные остатки которой постоянно обнаруживаются в Якутии и Восточной Сибири, являются высокогорья Тибета. Его современные ландшафты, состоящие из пестрой мозаики альпийских лугов, каменистых степей и полупустынь обладают весьма высокой продуктивностью, естественные пастбища могут поддерживать значительные популяции травоядных и чем-то сходны с плейстоценовыми криостепями Восточной Сибири, исчезнувшими на рубеже плейстоцена и голоцена. Впрочем, Тибет и северо-западный Китай считается родиной не только представителей мамонтовой фауны, но и многих видов растений, например, кедрового стланика, широко распространенного в современной флоре Якутии и Восточной Сибири. Таким образом, Тибет – это действительно мистический, полный загадок регион, скрывающий еще множество тайн и загадок.

Тибетская высокогорная станция

Вот так, наблюдая за меняющимся ландшафтом и время от времени погружаясь в пространные размышления о происхождении Тибета, мы достигли основного пункта назначения – Тибетской высокогорной станции СЗИЭПР, расположенной на высоте 4700 м н.у.м. Здесь нас встретил и оказал теплый прием проф. Цинбай Ву в окружении дюжины своих учеников. Они проводят здесь ежегодные исследования на экспериментальных площадках, хорошо оборудованных современной автоматической аппаратурой.

Станция была просторной и очень уютной, по крайней мере, в летнее время. Внутри станции был длинный широкий коридор длинной метров 30. Одна из его стен, обращенная на юго-восток прямо на проходящую в сотне метров автодорогу, была полностью остеклена. С противоположной стены от коридора располагался десяток просторных комнат, одну из которых отвели для нас. Здесь же в торцевой комнате располагалась столовая, в которой даже имеется повар. В коридоре напротив стеклянной стены было множество кресел и стульев.

Рис. 22. Участники полевых работ на экспериментальном участке автодороги на Тибетской высокогорной станции СЗИЭПР по геокриологическому мониторингу и отработке инженерных решений строительства автодорог. 4700 м н.у.м.

После ужина все обитатели станции расселись вдоль стеклянной стены для обсуждения предстоящих планов исследований. Мы смотрели на закат солнца и попивали чай с арбузами, наблюдая за цепочками низко бегущих облаков, фарами тяжелых грузовиков, движущихся куда-то в сторону Индии.

На улице быстро смеркалось и холодало, облака сгустились и отяжелели. Где-то вдалеке бесшумно сверкали зарницы молний, крепчал ветер, с его порывами мелкий дождь отчаянно хлестал по стеклянной стене станции. В порыве ветра казалось, что она слегка приподнимается над землей, а мы летим на дирижабле. Перед нами был совершенно иной Мир, который сейчас менял наше сознание, управлял ощущениями.

Я вспомнил почему-то Солярис Станислава Лема. Впереди нас ждали совместные исследования по проекту «Эоловые процессы холодных регионов Восточной Сибири, Северного Китая и Тибета», результаты которых, возможно, дадут ответы на множество вопросов происхождения криолитозоны, палеогеографии ледниковой эпохи, загадочного вымирания мамонтов и др.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность Администрации Института мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАН и персонально – руководителю Отдела по международным связям Л.В.Прокопьевой за инициативу и содействие, а также профессору Чжан Дзе Главной государственной лаборатории Северо-западного института экологии и природных ресурсов КАН (г. Ланьчжоу) за организацию поездки в Тибет. Организация поездки и совместных исследований была бы не возможна без Гранта SAFEA (State Administration of Foreign Experts Affairs) №GDT20176200053 «High-end foreign experts project (Bureau of Foreign Experts Affairs of Permafrost Regions of China».

Список литературы

1. Галанин А.А., Павлова М.Р., Шапошников Г.И., Лыткин В.М.Тукуланы: песчаные пустыни Якутии // Природа, 2016. № 11. С. 44-55; Галанин А.А., Шишков В.А., Климова И.В. Фульгуриты: «автографы молний» в песчаных дюнах Якутии // Природа. 2017. № 5 (1221). С. 52-60.

2. Deng T., Wang X., Fortelius M., et all. Out of Tibet: Pliocene Woolly Rhino Suggests High-Plateau Origin of Ice Age Megaherbivores // Science. 2011. V. 333. P. 1285–1288.

Все использованные фотографии выполнены автором, кроме рис. 20 и 21 (смонтированы из изображений, взятых с разных страниц интернета).