Доклад: Геологическое строение и почвы Москвы
Каздым А.А.,
Прокофьева Т.В.
Москва расположена в пределах Восточно-Европейской
платформы - стабильном, жестком участке земной коры, который имеет
двухэтажное строение: нижний этаж - сильно измененные (метаморфизованные),
разбитые разломами и трещинами, гнейсы, гранитогнейсы и кристаллические
сланцы архея (возраст около 3 млрд. лет) и протерозоя (около 1 млрд. лет). Он
называется кристаллическим фундаментом и залегает на глубине около 1600
метров. Кроме того в районе Москвы фундамент образует глубокий провал (до 2000
метров) -московский грабен.
Земная кора в пределах Москвы многократно испытывала
опускания и поднятия, и море то наступало, то отступало вновь,
образуя различные осадки - глины, известняки, доломиты, пески и песчаники.
На территории, где в настоящее время располагается Москва море было в
девонском периоде, или в девоне (400 - 345 млн. лет назад), в следующим за
девоном периодом - каменноугольном, или карбоне (345 - 280 млн. лет назад).
Отложения девонского периода находятся на большой глубине (несколько сот
метров) и вскрыты скважинами. Отложения карбона в отдельных местах выходят на
поверхность. Это в основном глины, известняки и доломиты, которые широко
использовались древнерусскими зодчими для строительства стен московского
Кремля и храмов. Для Москвы характерны отложения так называемого московского
яруса среднего карбона, с которыми связаны многочисленные подмосковные древние
каменоломни (Съяново, Никитские и др.). На поверхность известняки выходят по
долинам Москва - реки в районе сел Верхнее и Нижнее Мячково, по долине реки
Пахры около Подольска, реки Рожаи.
Следующие периоды пермский (280 - 235 млн. лет ) и
триасовый (235 -185 млн. лет) не оставили следов каких-либо осадков - в
это время на территории Москвы была суша. Вновь наступление моря началось в
юрском периоде (185 - 132 млн. лет). Для Москвы характерны отложения верхней
юры - пески, темно-серые и черные глины с большим количеством аммонитов -
моллюсков со спирально загнутой раковиной, белемнитов - головоногих моллюсков
(предков современных кальмаров). Мощность отложений юрского периода - около 80
метров. Их можно видеть в обрывах оврагов в Кунцево и в Коломенском.
Отложения следующего, мелового
периода (132 -66 млн. лет назад), белые кварцевые пески и песчаники, можно
наблюдать в районе Воробьевых гор и в Коломенском. Что интересно, в песках
мелового периода практически полностью отсутствуют ископаемые остатки, и эти
толщи называют “геологически немыми”.
От следующих геологических периодов - палеогена (66 - 25
млн. лет) и неогена (25 - 1.8 млн. лет) осадков не сохранилось, они были
полностью размыты во время последнего периода в истории Земли - четвертичного
или плейстоцена, который часто называют ледниковым периодом. Для этой
геологической эпохи характерно образование, развитие, наступление и таяние ледников,
которые двигались со стороны Скандинавии, Кольского полуострова, Полярного
Урала и островов Северного Ледовитого океана. Практически все геологические
отложения которые мы видим на территории Москвы - моренные суглинки, пески
различного происхождения (водно-ледниковые, озерные, речные), огромные валуны -
все это свидетельство мощного воздействия ледника. В настоящее время на
территории Москвы можно выделить следы трех оледенений (насчитывается же их
гораздо больше - разные исследователи выделяют от 5 до нескольких десятков
периодов наступлений и отступлений льда) - окское (около 1 млн. лет назад),
днепровское (около 300 тыс. лет назад), московское (примерно 150 тыс. лет
назад). Валдайский ледник (10 тыс. лет назад) до Москвы не дошел, и для отложения
этого периода характерны водно-ледниковые (флювио-гляциальные) отложения - в
основном пески Мещерской низменности (юго-восток Москвы). Мощность ледников
достигала 3 - 4 км и можно себе представить какую колоссальную работу он
совершал! Некоторые возвышенности и холмы на территории Москвы и Московской
области - это мощные (до 100 метров) отложения, которые принес ледник. Наиболее
известны, например Клинско-Дмитровская моренная гряда, отдельные возвышенности
на территории Москвы (Воробьевы горы, Теплостанская возвышенность). Огромные
валуны, весом до нескольких тонн (например Девичий камень в Коломенском) тоже
результат работы ледника.
Именно на ледниковых отложениях (песках, глинах,
суглинках) и формировались почвы нынешней территории Москвы. Территория
г.Москвы согласно почвенно-геграфическому районированию относится к
Среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв подзоны
дерново-подзолистых почв южной тайги бореального пояса. Долгое время
ученые-почвоведы не считали нужным изучать почвы городов, считая что они
слишком обезображены человеком, но когда на первый план вышли экологические
проблемы городского хозяйства и потребовалось обеспечить стабильность
функционирования городских экосистем возник вопрос:”Что же происходит с базисом
любой экосистемы -почвой в городе? Какая она городская почва?”
Оказалось, что почва старой части
города совсем непохожа на то, что мы видим у себя на дачном участке в
Подмосковье. Основным отличием городских почв от почв характерных для данной природной
зоны является наличие почвенного горизонта “урбик” (от латинских слов urbus,
urbanus — город). Это поверхностный насыпной, перемешанный горизонт, часть
культурного слоя с примесью урбоантропогенных включений (строительно-бытового
мусора, промышленных отходов). Его верхняя часть более или менее
прогумусирована в зависимости от функциональной принадлежности территории
(промзона, селитебная зона, парки и скверы) и возраста. К отличительным
характеристикам такого антропогенно созданного горизонта относятся: повышенное
содержание фосфора и других питательных элементов, присутствие большого
количества карбонатов, местами признаки засоления, высокое содержание
микроэлементов, иначе называемых тяжелые металлы, повышенная уплотненность. В
горизонт урбик вошел также материал природных почв.
Состав, скорость и свойства почвенно-геохимических
процессов, происходящих в городских ландшафтах, отличаются от процессов в
естественных условиях. В природных ландшафтах эволюция и развитие процессов
протекает медленно и постепенно, и почва успевает к ним приспособиться,
перестроиться и сформировать облик соответствующий природной среде. Городские
системы принципиально отличаются от природных тем, что они подвергаются
катастрофическим воздействиям с высокой степенью интенсивности процессов, что
часто приводит к гибели самой системы и образованию новой, а соответственно и
формированию нового почвенного покрова. Таким образом, основной формой
существования городских почв являются постоянные нарушения, перемешивание,
срезание, омоложение почвенного профиля и привнесение в него инородного
материала.
Кроме того, на территории Москвы, как и любого города,
можно увидеть специфическое образование, характерное для мест поселений
человека - культурный слой.
Если посмотреть на археологический раскоп или строительный
котлован, расположенный в центральной части Москвы, то под слоем современного
асфальта, можно увидеть темный, часто почти черный грунт. В нем видны остатки
дерева, обломки кирпича или строительного камня, иногда кости, обломки посуды.
Культурный слой является литогенно-почвенным образованием, отличным от
естественных почв и горных пород. Главное и основное его отличие - это
присутствие так называемых артефактов, т.е. различных антропогенных включений,
остатков человеческого воздействия на почву или горную породу. Это могут быть
и отдельные предметы и сооружения (фундаменты, очаги, печи, погреба), могут
быть и какие-то бытовые предметы, как целые, так и их обломки (посуда, предметы
быта), кости животных, отпечатки, и многое другое. Культурный слой, таким
образом, является особым природно-историческим телом и несет в себе важную
информацию. В настоящее время изучение культурных слоев ведется не только
историками и археологами, но почвоведами, палеогеографами, геологами, микробиологами.
Культурный слой возникают с первых лет существования
поселения или города, и в зависимости от силы и длительности антропогенного
воздействия могут достигать мощности от нескольких сантиметров до десятков, а
иногда сотни метров, а по площади охватывать десятки квадратных километров.
Именно культурные слои являются главными источником как археологических и
исторических находок, так и источником информации о древних почвах, климате и
географической обстановке в древности.
Для Москвы мощность культурного
слое может колебаться от нескольких десятков сантиметров (на окраинах города)
до почти 20 метров (в центре). Какие же особенности можно обнаружить в
культурных слоях Москвы, если проводить комплексные археологические, почвенные,
географические, геологические, геохимические, инженер-геологические
исследования? Формирование культурного слоя происходило как почвах, так и на
рыхлых горных породах - морене и песках. Наличие слоистости и нахождение в
культурном слое слаборазвитых почв, свидетельствует о перерывах в
формировании. В отдельных местах слои могут состоять целиком из углей - это
свидетельство многочисленных пожаров. Могут встречаться и засыпанные овраги,
ямы, русла речек и ручьев, болота и пруды. Высокое содержание отдельных
металлов - меди, свинца, мышьяка, говорит о развитии ремесел, а также о том,
что человек и в те времена не очень-то заботился об окружающей среде, и многие
отходы токсичных производств, таких например как ювелирного или плавильного,
попадали в землю, и накапливались из года в год. Для инженер-геологов и
строителей очень важно знать различные физические характеристики культурного
слоя - плотность, влажность, следует ли их улучшать, возможно ли на них
строительство. Почвоведы по остаткам почвенных горизонтов могут судить о том,
какая была почва, как она трансформировалась под воздействием человека,
происходят ли современные процессы почвообразования. Изучая остатки погребенных
почв в культурном слое можно сделать вывод и климате прошлого. Для геолога и
минералога интересны минеральные составляющие - унаследованные, привнесенные
человеком (антропогенные) и новообразованные компоненты. Унаследованный и
привнесенный минеральные компоненты (горные породы), их соотношение, могут
нести информацию о том, какие горные породы использовались для строительства, в
бытовых целях. А новообразование минералы часто могут служить индикаторами
превышения того или иного химического элемента, специфических геохимических
условий, как древних, так и современных, гидрологических условий (уровень
грунтовых вод, подтопление). Иногда новообразованные (аутигенные) минералы
совершенно несвойственны почвенным или литологическим образованиям,
характерным для данного района. Но в первую очередь культурный слой Москвы,
свидетельствует о развитии Москвы, о занятиях ее жителей, о природных или
антропогенные катаклизмах, которые происходили за время существования города.
Таким образом культурный слой Москвы, его комплексное изучение археологами,
географами, почвоведами, геологами, дает возможность заглянуть в прошлое,
восстановить природную обстановку, исследовать не только историческое, но
географическое развитие территории и сделать выводы о воздействии человека
на ландшафт.
|