По холодным следам

Лёсс

Среди многих загадок четвертичного периода одна связана с необычайной горной породой — лёссом. Лёсс встречается только в отложении четвертичного периода и образует слои мощностью до 150 метров.

В недавно вышедшей солидной научной монографии, посвященной лёссу, сказано: «Едва ли можно сейчас высказать какое-либо мнение о происхождении лёсса, не приобретая этим себе многочисленных научных противников. До сих пор среди исследователей нет согласия по многим основным вопросам лёссовой проблемы».

Лёссом геологи интересуются уже полторы сотни лет. Ему посвящены тысячи научных работ. И — «нет согласия»! В чем же дело? У лёсса несколько особенностей.

В нем порой больше воздуха, чем твердого минерального вещества. Как говорят геологи, у лёсса очень высокая пористость. Поры видны невооруженным глазом.

Толщи лёсса не обнаруживают заметной слоистости. Этим они напоминают донные морены. Но если морены содержат в себе и микроскопические глинистые частицы, и метровые валуны, то лёсс исключительно однороден. Он растирается в пудру, в порошок, потому что он почти сплошь состоит из пылеватых частиц диаметром в сотые доли миллиметра. В породе содержится до семи процентов известковых частиц, и она шипит и пучится, если капнуть на нее соляной кислотой.

Цвет лёсса палевый и желтовато-серый. Лёсс легок, порист. На нем охотно живут растения.

Лёсс не любит воду, особенно если находится под нагрузкой (скажем, в основании дома). Намокая, он резко уменьшается в размерах, рушатся крохотные перегородки между порами, порода проседает, образуются провалы. Сооружения, построенные на лёссах, порой трескаются и рушатся.

Некоторые особенности лёсса наводят ученых, изучающих его, на довольно смелые сравнения: «Успехи современного грунтоведения позволяют показать, что лёсс, подобно живому организму, приспосабливается к современной географической среде и меняет свои свойства при изменении этой среды».

Так считает автор упомянутой монографии о лёссе, советский ученый Н. И. Кригер. Возможно, в словах его есть доля преувеличения. Любая горная порода, лежащая близ поверхности земли, открыта воздействиям географической среды (например, изменению влажности) и «приспосабливается» к ним. Вообще все на свете — живое и мертвое — изменяет свои свойства под воздействием окружающей среды. А живые существа вдобавок способны сами изменять среду, размножаться, изменяться (сохраняя свои основные качества), реагировать на раздражения… Одним словом, как ни загадочен лёсс, а тайны жизни несравненно сложнее и многообразнее. Тем не менее лёсс был и остается загадочной горной породой. О нем еще будет высказано немало интересных мнений.

Идеи о происхождении лёсса менялись в соответствии с общими успехами геологических наук. Сначала указывали на связь его с наводнениями (потопами) и катастрофическими подъемами и опусканиями земной поверхности. В середине прошлого века, когда геологи для познания прошлого стали внимательнее изучать современные геологические процессы, было отмечено сходство лёсса с пылеватыми осадками озер, рек и морей. Кропоткин и Зюсс находили лёссовидные отложения в ледниковых озерах и среди водно-ледниковых толщ. А некоторые ученые обратили внимание на сходство частиц, слагающих лёсс с пылью, разносимой ветром.

Лёссовые породы (отмечены точками), разделенные линзой морены. Ледник двигался справа. Судя по разрезу, лёссы накапливались вблизи ледника.

К концу прошлого века были высказаны десятки мнений о происхождении лёсса. Связывали его и с извержениями вулканов (вулканическая пыль), и с космической пылью, и с выветриванием, и с оледенением.

Несколько позже, в период расцвета почвоведения, Л. С. Берг обосновал почвенную гипотезу происхождения лёсса. В лёссе к тому времени были обнаружены слои ископаемых почв, остатки степной и отчасти тундровой растительности, а также беспозвоночных наземных животных. Да и пустоты в лёссе расположены вертикально, словно они созданы корнями растений.

Исследования мерзлотоведов показали, что в условиях вечной мерзлоты, где замедлено биологическое разложение горных пород, дробление идет в основном до образования зерен диаметром в сотые доли миллиметра, то есть — типично лёссовых частиц.

Распространение лёсса на Земле тоже имеет свои закономерности. Лёсс «любит» среднюю полосу с умеренным климатом. Много его в Европе, особенно на Украине, в Средней Азии, в Китае, в Северной и Южной Америке. Нет его вовсе в пустынях и влажных тропиках, мало — в Африке и Австралии.

Успехи четвертичной геологии позволили уточнить и время широкого распространения лёсса. Он наиболее часто появлялся во вторую половину плейстоцена. Его образование связывают с ледниковыми эпохами. Ученые Северной Америки выделяют чаще всего четыре основных горизонта лёсса — столько же, сколько и моренных горизонтов (по числу главных оледенений). И даже лёссы висконсинской (последней) ледниковой эпохи разделяют на две части — так же, как и эту эпоху.

Во всяком случае, должна быть какая-то связь лёссов с оледенениями. Если бы для лёссов достаточно было только пустынь и ветров, то вокруг нынешней Сахары их было бы в избытке. А их там нет.

За последние годы выяснилась невозможность связать происхождение лёсса с какой-то одной причиной: деятельностью ветра, воды, морозного выветривания почвенных процессов. Стали предлагаться комбинации двух или нескольких идей.

Если они и проседают при замачивании, то не очень сильно.

Другое дело — настоящий лёсс. Его проблема окончательно еще не решена. Возможно, загадку его происхождения лучше всего разделить на четыре главных вопроса:

откуда взялись лёссовые частички,

как они переносились и накапливались,

чем вызваны основные особенности лёсса,

как ухитрился лёсс не потерять свои нынешние свойства за долгие века своего существования?

Если лёсс — типично четвертичная порода, подобно моренам, то и познать ее можно только в связи с историей всего четвертичного периода. Так же как жизнь человека невозможно понять, не зная той исторической эпохи, в которую жил этот человек.

Сейчас нас интересует лёсс не только как любопытный природный объект. На лёссах стоят заводы и дома, на лёссах строят дороги и аэродромы, лёссы употребляются как строительный материал. И конечно, лёсс немало может нам рассказать о природных условиях ледниковой эпохи.