История формирования и современный рельеф Поволжья

Значительное время на протяжении нижнего палеозоя (кембрий, ордовик, силур, нижний девон) территория Среднего Поволжья представляла, сушу, область эрозионного размыва и одновременно накопления континентальных осадков во впадинах. Толщи осадочных пород, слагающие Поволжье, создавались в течение многих миллионов лет. На протяжении девонского и каменноугольного периодов, море неоднократно сменялось топкой прибрежной сушей, в это время накапливались отложения, богатые горючими полезными ископаемыми. [9]

В начале следующего, пермского периода большая часть Поволжья была покрыта морем, очертания которого часто менялись, причем на осушающейся территории образовалось много соленых озер и полузамкнутых лагун. В это время отложились толщи доломитов и известняков с залежами гипса и каменной соли. [11]

В последующий, триасовый период большая часть Поволжья оставалась сушей, а в юрский период море, постепенно проникавшее с юга, вновь затопило большую часть территории Среднего и Нижнего Поволжья и отложило огромную толщу синеватых, содержащих фосфориты глин, горючих сланцев, песчано-глинистых пород и известняков. [10]

В меловой период, заканчивающий мезозойскую эру, обширное теплое море залило поверхность Поволжья и накопило здесь мощные толщи переслаивающихся мергелей, белого мела, песчаников, песков, фосфоритов и всевозможных темных глин. [10]

В первую половину следующего, третичного периода море вновь наступает на сушу, но в северной и западной частях по –прежнему сохраняются не занятые морем пространства. Отложения палеогенового моря – кремнистые темные глины, диатомиты, трепелы, песчаники и пески – широко используются как строительные материалы. [10]

В плиоцене (верхний неоген) Каспийский бассейн полностью отделился от Черноморского, а размеры Каспийского моря приближались к современным. Позже, в результате поднятий земной коры, границы Каспия сократились настолько, что дельта древней Волги доходила до современного Апшеронского полуострова. Волга и другие, впадавшие в древний Каспий реки, накопили здесь мощную толщу богатых нефтью осадков.

В течение четвертичного периода постепенно приобретает современный облик Нижнее Поволжье. В долине древней Волги, русло которой в течение четвертичного времени непрерывно перемещается к западу, накапливаются толщи речных наносов и формируются широкие террасы. Образование каждой из них связано с крупными событиями: с великими оледенениями севера Русской равнины и с колебаниями Каспийского моря. На территории Поволжья имеются следы трех крупных четвертичных трансгрессий Каспия: бакинской, хазарской и хвалынской. Во время последней, хвалынской трансгрессии Каспия уровень моря поднялся на 76 метров выше современного, а его площадь увеличилась больше чем в два раза. Хвалынское море тогда соединялось с древним Азово-Черноморским бассейном через Манычский прогиб. Потом уровень воды стал падать, а границы моря значительно передвинулись на юг. В конце хвалынского века контур Каспия оказался значительно меньше современного, а его поверхность лежала на 50м ниже уровня океана. Следующая молодая новокаспийская трансгрессия была небольшой и вскоре сменилась медленным отступанием береговой линии. [16]

На территории Поволжья основные крупные возвышенности и низкие равнины, а также долины больших рек и котловины озер, сформировавшиеся в результате тектонических поднятий и опусканий земной коры, переживали различную историю. Здесь сказывались особенности геологического строения, разный характер и интенсивность тектонических движений, обусловившие разную амплитуду высот. В формировании облика их рельефа участвовали, кроме размыва и другие экзогенные процессы: перевевание ветром, оползание, выщелачивание грунтов, просадки и т.д. В результате сложились особенности устройства поверхности каждой из форм рельефа Поволжья. [16]

Геологическое строение

В тектоническом отношении в основании территории Поволжья лежит Русская плита, которая в течение геологического времени испытывала поднятия и опускания. В связи с этим на данной территории сформировались антиклинальные и синклинальные структуры. В пределах территории Поволжья имеется крупная Прикаспийская синеклиза, наиболее крупной после Прикаспийской, отрицательной структурой Русской плиты является Московская синеклиза. Из положительных тектонических структур имеют место Воронежская и Волго-Уральская антеклизы, отделенные друг от друга Рязано-Саратовским внутриплатформенным прогибом. [11] Поверхность Русской равнины лишь в известной степени отражает тектонику древней платформы. Соотношение между строением платформы и современной орографией равнины в разных ее частях проявляются по - разному. Возвышенности равнины нередко располагаются полностью или частично в пределах синклинальных структур, а некоторые низменности – в пределах антиклинальных. Например, во внутренней части равнины преобладают пластовые возвышенности и денудационные низменности, несогласованные с залегающими под ними морфоструктурами. Так, Северные Увалы относятся к Московской синеклизе, преимущественно в пределах синклинальных структур платформы располагается Приволжская возвышенность. Валдайская возвышенность соответствует глыбе земной коры, поднятой по тектоническому шву вдоль Ильменской низины. [11]

Территория Верхневолжья имеет всхолмленный рельеф, здесь моренные холмы и гряды сочетаются с обширными низинами, сопровождающими долины больших рек. Территория данной области примечательна тем, что через нее проходит Главный водораздел, здесь лежат истоки важнейших водных потоков Волги и Западной Двины и их притоков. Рельеф Тверской области, занимающей большую часть Верхневолжья, тесно связан с ее геологическим прошлым, которое можно разделить на доледниковый период и период многократных оледенений. С конца карбона (каменный период - палеозой) до начала ледникового периода речная сеть и эрозионные процессы были связаны с опускавшейся Московской синеклизой. В верховьях Волги в дочетвертичное время существовала хорошо разработанная эрозионная сеть, близкая по направлению к современной, но водораздел тогда шел не по Валдайской возвышенности. Он был несколько сдвинут к востоку по сравнению с современным. В то же время восточная часть Тверской области испытывала длительное опускание. Уклон был направлен к центру Московской синеклизы, по нему и шел сток.

Доледниковый рельеф в основных элементах совпадал с современным, однако ледниковый покров существенно повлиял на дальнейшие рельефообразующие процессы и сток. Наибольшее воздействие оказало последнее Валдайское оледенение. Это оледенение было длительным, при отступании ледник задерживался, образуя морены. В период наступления ледника происходило выпахивание территории, в понижениях возникли озера (Вселуг, Стерж, Охват, Пено и др.). Аккумулятивные процессы привели к накоплению моренного материала и к образованию конечных и стадиальных морен. В период отступания ледника возникли обширные зандровые равнины, окружающие почти со всех сторон Валдайскую возвышенность. [11] Важную роль в формировании рельефа, а, следовательно, и стока, сыграли волнообразные деформации земной коры. В настоящее время Главный водораздел, который проходит через Валдайскую возвышенность, не несет на себе самые высокие отметки. Они лежат несколько восточнее его. Рельеф Верхневолжья разнообразен не только по внешним формам, но и по генезису. Валдайская возвышенность к северо-востоку от Осташкова достигает абсолютной высоты 343м. На западе возвышенность обрывается в сторону Приильменской низменности крутым уступом. Если принять во внимание, что эта низменность имеет абсолютные отметки ниже 100м, а у обрыва Валдайской возвышенности абсолютные высоты достигают 300м (гора Каменник – 323м), то величина уступа окажется равной 150 – 200м – редкое явление для Русской равнины. Уступ Валдайской возвышенности рассматривается в качестве карбонового образования, фиксирующего в рельефе появление каменноугольных пород.

Верхневолжье делят на 2 геоморфолого-гидрографические области: Валдайскую и Верхневолжскую равнины. В составе Валдайской области выделяют три района: Западный, Восточный и район Западно-Двинской равнины. [5]

Главную особенность рельефа западной части Валдайской возвышенности составляют широкие массивные моренные холмы с относительной высотой 30-40м. В прошлом это была область активного движения ледника. Он пропахал здесь ложбинообразные понижения, которые затем были заполнены талыми водами и превратились в озера. [7] Ледник надолго задержал эрозионные процессы, здесь они начались позже, чем на остальной территории Верхневолжья. Об этом свидетельствуют неглубоко врезанные речные долины, многочисленные озера, слабо выраженные овраги и балки. Наиболее высокую ступень занимают возвышенные куполовидные поднятия, образующие в геоморфолого-гидрографическом районировании отдельный район Валдайской области – Восточный. Данный район представляет собой территорию максимального распространения Валдайского ледника. Здесь находятся высокие моренные холмы и гряды, имеющие направление близкое к меридиональному (Ильи горы, Оковский лес). Кроме того, встречаются неясно оформленные возвышенности, на которых расположены максимальные отметки территории (343м на Цнинской возвышенности, 341м в верховьях реки Малый Туд).

С этих поднятий начинаются притоки Волги, Тверцы и такие небольшие реки, как Цна. На юге Восточного района поднимается Бельская возвышенность. На приподнятых коренных породах расположены высокие плоские холмы, более похожие на плато. Высота их составляет 250-270м. Восточнее выделяется возвышенная моренная равнина – т.н. Ржевско-Старицкое Поволжье. Здесь, как и везде в этом районе, высоко подняты коренные породы – карбоновые известняки, выходящие на поверхность по долинам рек и оврагов. Ржевско-Старицкое Поволжье отличает глубокое эрозионное расчленение (овраги врезаются на глубину 30-50м). Особенностью Ржевско-Старицкого Поволжья являются также ярко выраженные карстовые процессы. [5] Между Бельским поднятием и Ржевско-Старицким Поволжьем в меридиональном направлении протягиваются плоские сглаженные холмы Оковского леса. На левом берегу Волги эти холмы переходят в Ильи и Свиньи горы. Ильи горы резко выделяются в рельефе и образуют малый гидрографический центр, с которого берут начало некоторые реки (например, Тьма, Малая Коша, Итомля и др.). Севернее Свиньих гор на куполовидном поднятии коренных пород находится Цнинская возвышенность. Поднятия этой возвышенности состоят из плоских, неясно оформленных холмов, являющихся водоразделом рек Волги и Мсты. Третий район Валдайской геоморфолого-гидрографической области образует Западно-Двинская равнина.

Его средняя высота уступает осальным районам (180-220м). С поверхности равнина сложена прерывистым слоем зандровых песков, из под которых местами выступают невысокие моренные холмы, но большая часть равнины плоская. [7] Итак, Валдайскую геоморфологическую область отличает высокое положение коренных пород и наложенный на них аккумулятивный рельеф, образованный Валдайским ледником. Эта область имеет слабую эрозионную освоенность, здесь проходит водораздел и расположено несколько гидрографических центров. Внутренние различия в области определяются главным образом длительностью присутствия ледника. Западный район наиболее слабо освоен эрозией и имеет самые свежие следы присутствия ледника. Восточный район отличается более плоским рельефом и заметным эрозионным расчленением; он лучше дренирован. Западно-Двинская равнина имеет плоский рельеф и резко выраженные карстовые процессы. Вторую геоморфологическую область ученые назвали Верхневолжской. Она объединяет зандровые низины и морено-холмистые равнины. Ее следует отнести к пластовым равнинам с опущенным фундаментом коренных пород, где длительное время преобладали процессы накопления осадков. Эта область не подвергалась непосредственному воздействию Валдайского ледника, поэтому моренные холмы и гряды сглажены и размыты. Эрозионная освоенность рельефа значительно выше, чем в Валдайской области, однако в тех местах, где шло длительное опускание (Вышневолоцкая низина) уклоны незначительны и территория сильно заболочена. Речные долины в большинстве случаев хорошо разработаны, местами встречается густая овражно-балочная сеть. К востоку и юго-востоку мощность ледниковых отложений падает, но толща осадочного чехла, наоборот, увеличивается. В этом же направлении уменьшается высота территории и все реже встречаются моренные холмы и гряды. [7]

Для рельефа Верхневолжской геологической области характерно чередование зандровых низин и меридиональных полос морено-холмистого рельефа. На западе протягивается Вышневолоцко-Тверская низина, далее идет полоса моренных холмов Калининской и Лихославльской гряд, которые сменяются Волжско-Моложскими низинами. На востоке поднимается вторая полоса моренных холмов и гряд (Горицкая, Кесовогорская и др.). Наиболее крупной по размерам является Верхневолжская низина, которая представляет собой глубокую депрессию дочетвертичного возраста с сетью эрозионных ложбин. Здесь застаивались воды Валдайского и Московского ледников, они сильно сгладили неровности рельефа. Уклоны поверхности выражены слабо. Это очень затрудняет сток и способствует заболачиванию территории. На севере Верхневолжская низина сливается с зандровыми низинами, расположенными по течению р. Мологи, которые слегка заболочены, но в целом хорошо дренированы р. Мологой и ее притоками. Восточнее этих низин проходит полоса холмисто-моренного рельефа, которую выделяют в отдельный Бежецкий район (высоты 220-240м, макс. 268 – Овинищенская возвышенность). Все поднятия Бежецкого района представляют собой краевые ледниковые образования. В большинстве случаев холмы сглажены песками. В настоящее время в формировании рельефа Верхневолжья главную роль играют эрозионные процессы, аккумуляция выражена сравнительно слабо. Это дает возможность предполагать, что роль тектонических поднятий все еще значительна. Эрозионные процессы в известной степени связаны с человеческой деятельностью – увеличением площади пашен, сведением лесов, дорожным строительством. Есть некоторые основания полагать, что тектонические поднятия отдельных участков замедляются, а в некоторых местах их сменили опускания. Однако роль этих опусканий в формировании рельефа пока еще неясна. Между реками Нерлью и Волгой располагается небольшая по площади островная Борисоглебская возвышенность (294м). От Волги на северо-восток протягивается Галичская возвышенность (292м) и менее высокая Даниловская возвышенность (228м), разделенные широкой Костромской низиной.

Почвенный покров

Почвенный покров Поволжья очень разнообразен. На равнинных участках почвы распространяются в широтном направлении. По мере приближения к Каспийскому морю почвенные зоны приобретают концентрическую конфигурацию. Наряду с зональными типами почв широкое развитие имеют интразональные (интразональность связана с литологией). Основные генетические типы, определяющие структуру почвенного покрова Поволжья: Подзолистые (собственно подзолы и подзолы болотные); Дерново-подзолистые; Серые лесные; Серые лесостепные (серые и темносерые); Черноземы (все их подтипы); Каштановые (темнокаштановые, каштановые, светлокаштановые); Полупустынные бурые почвы; Аллювиальные, солонцы, солончаки и т.д.; Редко встречаются перегнойно-карбонатные и коричневые лесные почвы. [5]

Подзолистые почвы

Данные почвы распространены в Среднем Поволжье. Этот тип почв очень схож с дерново-подзолистыми, но имеет еще меньшее содержание гумуса. В зоне дерново-подзолистых и подзолистых почв встречаются типичные болотные почвы, к которым относятся торфяно-глеевые и торфяные. Характерным признаком их служит наличие торфяного горизонта, имеющего сравнительно небольшую мощность в торфяно-глеевых почвах и сильно разрастающуюся - до нескольких метров, в торфяниках. Помимо этих почв, значительное распространение имеют подзолисто-болотные почвы, занимающие промежуточное положение между подзолистыми почвами и болотными. Крупные массивы их известны на водоразделе рек Костромы и Унжи, на Северных Увалах, в верховье рек Вятки и Камы. По степени выраженности процессов заболачивания среди них различают дерново-подзолисто-глеевые и торфяно-подзолисто-глеевые почвы. Болотные почвы нельзя рассматривать как бросовые земли, т.к. после осушения они превращаются в плодородные, богатые гумусом и азотом пахотные земли или же – в высокоурожайные луга. [7]

Дерново-подзолистые почвы

Полоса дерново-подзолистых почв занимает всю часть Верхневолжья и северную часть Среднего Поволжья (южнее подзолов). Преобладание атмосферных осадков над испаряемостью в сочетании с лесной растительностью, главным образом хвойными лесами (североевропейские из елей европейской и сибирской с вкраплениями североевропейской сосны), ведет к глубокому промачиванию почв и господству в них процессов выноса. Развитию процессов выноса способствует также состав материнских пород – широкое распространение здесь бескарбонатных моренных суглинков, водноледниковых и речных песков и супесей. Дерново-подзолистые почвы бедны перегноем. Содержание его даже в верхних горизонтах дерново-подзолистых почв (например, в Кировской, Нижегородской областях) не превышает 2,5 – 3,5%. Кроме того, данные почвы обладают неблагоприятными для произрастания сельскохозяйственных растений свойствами: кислой реакцией и непрочной структурой. Распаханные суглинистые разновидности этих почв во влажном состоянии становятся вязкими, а в сухом состоянии могут покрываться коркой. Формирование дерново-подзолистых почв, в отличие, например, от типичных подзолистых, происходит под более осветленным лесом с развитым травяным покровом.

По сравнению с типичными подзолистыми почвами, они богаче перегноем и имеют более развитый гумусовый горизонт. Очень разнообразны дерново-подзолистые почвы в отношении механического состава. Наряду с суглинистыми почвами встречаются супесчаные и песчаные. Обширные массивы песчаных дерново-подзолистых почв известны по левому берегу Волги, в бассейне рек Ветлуги, Унжи, Вятки. Песчаные дерново-подзолистые почвы отличаются незначительным содержанием гумуса. Особую разновидность составляют дерново-карбонатные почвы, встречающиеся среди дерново-подзолистых почв небольшими пятнами. Они образуются на карбонатных породах (известняках и мергелях), выходящих местами на дневную поверхность. На фоне более светлых дерново-подзолистых почв дерново-карбонатные выделяются более темной окраской: они богаты гумусом и слабо оподзолены. Присутствие в почве в большом количестве кальция ведет к тому, что поглощающий почвенный комплекс приобретает устойчивость, а образующийся перегной прочно закрепляется в почве. Положительный баланс влаги в полосе дерново-подзолистых почв создает предпосылки для развития процессов заболачивания.