Минский музей валунов

При институте геологических наук НАН РБ существует необычный парк камней – своеобразный музей валунов под открытым небом. Ни одна столица Европы не имеет такого музея. Музей валунов был создан в 80-е годы двадцатого столетия. На площади около 5-6 га на месте бывшего болота разместилась уникальная коллекция камней, которую назвали «Экспериментальной базой ледниковых валунов». Здесь нашли свое место 2134 разных камней, которые размещены в нескольких тематических экспозициях.

Валуны, а это камни размером поперечника от 10 см до 10 м и больше, встречаются повсюду на просторах Беларуси. Местами они образуют нагромождения в виде валунных разбросов, валунных полей, каменистых почв, иногда отдельные глыбы скрываются на окраинах леса, склонах рвов, вдоль дорог и рек.

Валуны представлены самыми разнообразными породами магматического, метаморфизического и осадочного происхождения. Все они принесены сюда огромными материковыми ледниками, которые за последний миллион лет неоднократно покрывали северное полушарие Земли. Тем самым валуны помогают ученым решить вопросы о количестве оледенений, центрах зарождения ледниковых потоков, направлениях их движения, местах остановки и многое другое, связанное с ледниковой динамикой, ледниковым образованием осадков, палеогеографией.

В последние годы, неизменные попутчики ледниковой геологии начали исчезать с лица Земли. Работа по избавлению от камней, которые лишают сеять и жать, портят с/х технику, идет так быстро, что им угрожает полное исчезновение. Пройдет много лет и ледниковые валуны – свидетели величественных геологических, исторических и культурных явлений прошлого – станут величайшей редкостью, и сохранятся как памятники природы в музеях, либо заповедниках. К таким памятникам относится «Парк камней».

Музей создали из пяти зон. Каждая из них представляет одну из особенностей ледниковых валунов и позволяет собрать на данном участке ценные или характерные образцы таких камней. Многие из валунов являются эталонными.

Первая зона «Карта» – выложена на огромной территории валунами и камнями поменьше площадью 4,5 га. На ней разместились более 500 крупных валунов, именно в тех местах, откуда они вывезены. Карта ориентирована по странам мира, на ней в виде насыпных холмов отражены основные элементы рельефа Беларуси – возвышенности и гряды.

В местах размещения Минска и областных центров посажены по 3 ели и выложены группы валунов. Карту обрамляет пешеходная тропинка и насаждения низко растущих кустов. Горизонтальный масштаб карты 1:2500, вертикальный – 1:100. Тропинки обозначают основные транспортные артерии.

Валуны на карте размещены строго по географическому принципу, т.е. в тех местах, где они были собраны. Это позволило выявить местные валунные ассоциации и связи с формами последнего ледникового рельефа.

Самые высокие холмы на карте до 3,5 м, расположенные в центральной части имитируют возвышенность с Н_max = 346 м (г. Дзержинская) и 342,7 м (г. Лысая).

Если подъехать к парку со стороны микрорайна «Уручье» и спуститься вниз по лестнице, попадем прямо на Аллею валунов. Это цепь из наиболее крупных ледниковых глыб, выложенных вдоль дорожки.

Каменный материал, который встречается на поверхности Республики, связан с деятельностью трех последних оледенений. Валуны более древнего днепровского оледенения размещены на самом юге Беларуси, среднего (сожского) – в центральной полосе, последнего (поозерского) – только на севере. Для того, чтобы показать эту зональность, на карте цепочкой небольших валунов выложены границы, до которых доходили сожский и позерский ледники.

Вторая зона «Питающие провинции» занимает северо-западный (СЗ) угловой участок парка и рассказывает про родину валунов. Те ледниковые потоки, которые дошли с центра обледенения с Фенноскандии до территории Беларуси, прихватили с собой материал с большой площади СЗ части Восточно-Европейской платформы. Поэтому на нашей земле очутились горные породы Швеции, Финляндии, дна Балтийского моря, Карелии, Ленинградской и Псковской областей, Эстонии, Латвии, Литвы. Самые прочные из камней – кристаллические породы. Они прошли наибольший путь. На площадке в основном находится такое разнообразие валунов, которые встречаются у себя на родине только в одном месте, на небольшой площади. Такие горные породы называются направляющими, они помогают выяснить пути, по которым двигалась ледниковая масса.

Третья зона «Петрографическая коллекция» на юго-востоке участка показывает разнообразие состава валунов. Среди них встречаются представители 3-х групп горных пород – магматических, осадочных и метаморфических. Экспозиция выполнена в виде круга на площади 0,2 га, которую окаймляют и разделяют на четыре сектора пешеходные тропинки, а внутри секторов размещаются разные по составу валуны. Замкнутое пространство круга символизирует взаимосвязь и взаимозависимость всех пород в природе. За границами круга выставлены валуны, текстура и структура пород которых отражают сложные геологические процессы. Хорошо перенесли транспортировку сильные экземпляры. Они вместе с самыми распространенными у себя на родине породами и составляют большинство валунов. Из магматических пород имеются гранит, габбро, базальт, порфир, порфирит; с осадочных – доломит, известняк, песковик; с метаморфических – гнейс, кристаллический сланец.

Четвертая зона «Форма валунов» показывает, что валуны имеют самую разнообразную форму. Они обусловлены исходными очертаниями глыб в месте первоначального залегания, и их стираниям при переносе во льду, и деятельностью талых вод, и условиями последующего нахождения камня на поверхности. Поэтому по очертаниям валунов можно много рассказать про его историю. Встречаются валуны в виде куба, параллелепипеда, пирамиды, эллипсоида, шара и др. У многих причудливая конфигурация, чаще всего встречаются решетки, похожие на утюг. Их иногда называют ледогранниками.

Пятая зона «Камень в жизни человека» посвящена роли валунов в материальной культуре и истории населения Беларуси. Здесь представлены не только древние и современные изделия из камня, но и глыбы с надписями, нерасшифрованными знаками. Часть таких валунов является памятниками истории и культуры.

Задание 8. Составление структурно-геоморфологической

схемы по аэроснимкам

С помощью зеркального стереоскопа составить геоморфологическую схему площади перекрытия двух аэроснимков (стереопары). Масштаб изображения – 1:1.

Указания по составлению структурно-геоморфологической схемы по аэроснимкам. Выявление на аэроснимках сведений о внешних особенностях форм рельефа, их взаимном расположении, закономерной ориентировке и происхождении называется структурно-геоморфологическим дешифрированием аэроснимков.

Структурно-геоморфологическое дешифрирование аэроснимков имеет целью ознакомить студентов с особенностями изображения некоторых геоморфологических объектов, с их структурно-неотектонической обусловленностью, с главными методами их изучения на основе использования материалов аэросъемки.

При составлении структурно-геоморфологической схемы ставится задача: используя условные обозначения характерных линий и точек рельефа, с помощью зеркального стереоскопа опознать на стереопаре наблюдаемые формы рельефа и их структурные элементы.

Работа начинается с определения площади перекрытия. Последняя определяется при наложении двух соседних снимков друг на друга и совмещении одинаковых (идентичных) изображений объектов и контуров. Для геоморфологического изучения эта площадь и будет исходной.

Добиваясь с помощью стереоскопа объемного изображения и перемещая его по все площади перекрытия, дешифрируют прямые и косвенные признаки, отображающие собственно объекты и их связи.

Для увеличения стереоэффекта и для того, чтобы площадь одновременно была стереоскопически видна, важно следующее: базис фотографирования должен быть параллелен главному базису прибора, т.е. начальные направления должны составлять одну прямую линию и быть параллельны главному базису.

Начальные направления на снимках могут быть получены следующими способами.

Если перекрытие составляет более 50%, то начальные направления устанавливают просто как прямые, соединяющие главную точку данного снимка или рабочий центр с изображением на нем контурной точки, получившей изображение вблизи главной точки соседнего снимка, т.е. с рабочим центром соседнего снимка.

Если перекрытие менее 50%, то оба снимка на некотором расстоянии друг от друга прикалывают иглами в рабочих центрах к планшету (столу). К иглам прикладывают прозрачную линейку и поворачивают снимки вокруг их рабочих центров до тех пор, пока к краю линейки не подойдут идентичные контурные точки, имеющиеся на перекрытии обоих снимков.

После этого снимки считаются взаимно ориентированными на одной плоскости. По краю линейки, приложенному к иголкам, на каждом снимке карандашом проводят начальные направления.

Для получения прямого стереоскопического эффекта, позволяющего наблюдать стереомодель местности, соответствующую действительности, аэроснимки помещаются стереоскопом таким образом, чтобы левый снимок стереопары располагался под левым, а правый – под правым глазом наблюдателя. При этом перекрывающиеся части аэроснимков будут обращены друг к другу, а начальные направления, проведенные через главные точки (рабочие центры), совместятся с прямой, параллельной линии главного базиса. Прямое стереоизображение будет получено также при одновременном повороте стереопары на 180°.

При структурно-геоморфологическом дешифрировании одновременно используется комплекс различных признаков, получающих свое выражение на фотоизображении земной поверхности в различных комбинациях друг с другом. Среди отдельных дешифрирующих признаков, используемых в фотогеоморфологии, по своим характерным особенностям принято выделять прямые признаки, отображающие непосредственно дешифрируемые объекты, и косвенные, использование которых основано на естественных природных взаимосвязях между геологическим строением и ландшафтными особенностями земной поверхности, отображающимися на аэрофотоснимках.

К прямым признакам относятся: линейные очертания и размеры, площадная конфигурация и объемные формы, характерные для тех или иных геологических объектов. К числу прямых признаков относится линейность геологических границ и разрывность нарушений, полосчатость осадочных отложений, фототон изучаемых объектов. Последний используется в основном как показатель спектральной отражательной способности различного типа горных пород, обнажающихся на земной поверхности.

Для дешифрирования горных пород особенно существенны связь вещественного состава породы с формой ее залегания, что находит выражение в современном рельефе.

По характерным точкам залегания и размерам геологических тел дешифрируются некоторые отложения аллювиального, эолового, морского, водноледникового и другого генезиса (прирусловых валов, стариц, озов и пр.). По обнажениям на склонах и в стенках карьеров иногда возможно непосредственное определение мощности отложений.

Тон фотоизображения обнажающихся отложений минерального состава в сухом состоянии на черно-белых аэроснимках светлый до белого (пески, суглинки), органогенных – темный до черного (торф). При увлажнении однородной поверхности тон ее фотоизображения тем темнее, чем выше влажность. При наличии отложений разного состава светлым тоном отличаются водопроницаемые отложения, более темным – влагоемкие.

Для некоторых типов отложений характерной является структура рисунка фотоизображения их поверхности, обусловленная или физическими свойствами этих отложений (рисунок темных округлых пятен западин на лессовидных породах, темная полосчатость на делювиальных склонах) или изменениями их вещественного состава (светлая округлая пятнистость, свойственная донноморенным отложениям, пятнистость галечниковых отложений из-за наличия глинистых карманов).

По расположению в плане элементов строения речных и морских террас можно судить об изменении состава слагающих их отложений.

Иногда по характеру границ между отложениями можно судить об изменении их генезиса и вещественного состава: резкая смена тонов фотоизображения, обусловленная изменением влажности, для песчаных отложений по сравнению с суглинистыми.

К косвенным ландшафтным признакам относятся: геоморфологические (рельеф и гидрографическая сеть), геоботанические (растительность и почвы), антропогенные (элементы деятельности человека) и зоогенные.

Основными индикаторами при структурно-геоморфологическом дешифрировании является рельеф, гидрографическая сеть и ландшафт.

В процессе структурно-геоморфологического анализа аэрофотоизображения выделяются два типа планового рисунка форм рельефа и элементов ландшафта: прямолинейный и дугообразный. Прямолинейные элементы и их совокупности отражают участки повышенной трещиноватости, часто совпадающими с разрывными (дизънктивными) нарушениями. Обычно выделяются два преобладающих направления северо-западное и северо-восточное. В итоге на аэрофотоизображении получается система продольных и поперечных линейных неотектонических структур. Зоны разломов включают от 2-х и более разрывных нарушений и представляют собой своеобразный каркас, осложненных локальными трещинами и разрывами.

Дугообразные формы отражают пликативные дислокации. Проявление локальных поднятий и опусканий в строении земной поверхности выражается в концентрическом (эллипсообразном, дугообразном) рисунке форм и элементов рельефа, гидросети и ландшафта в целом. По набору таких закономерно построенных орогидрографических и ландшафтных признаков, не свойственных окружающей территории, устанавливается местоположение локальных структур и их структурно-неотектонические особенности.

Выражение в современном рельефе земной поверхности всех элементов геоморфологического строения может быть самым различным: от значительных превышений, когда они видны под стереоскопом, до долей метра.

В последнем случае они, как правило, находят четкое выражение через гидрографическую сеть, почвенно-растительный покров, сельскохозяйственные угодья и некоторые другие объекты деятельности человека.

Элементы речных долин, оврагов и балок, денудационные, абразионные и эрозионные уступы, формы эолового рельефа опознаются по своим характерным очертаниям.

Формы микрорельефа, карстовые воронки, просадочные западины и блюдца и другие формы легко опознаются по аэроснимкам, так же как и различные техногенные образования.

Расположение мелких рек, балок, оврагов, а также озер и болот при небольшой мощности покровных отложений отражает элементы строения подстилающих коренных пород. О близком залегании коренных пород и соответственно о малой мощности покровных отложении свидетельствует решетчатое или параллельное расположение русел в плане и их изгибы, и ветвление под углами, близкими к прямым.

Для дешифрирования вещественного состава верхнего горизонта покровных образований наибольший интерес представляют овраги, рытвины, формирующиеся в самой толще отложений и отражающие их физические свойства.

Густая гидрографическая сеть и многочисленные водоемы свидетельствуют о водоупорных отложениях (глинах, суглинках), менее устойчивых к эрозии, а редкая – о водопроницаемых (песках, супесях). Исключением являются лессы, которые, будучи хорошо водопроницаемыми, могут иметь сеть ложбин стока. Для речных террас признаком грубозернистых отложений служит наличие следов потоков и русел на их поверхности, указывающих на отложение материала быстротекущей водой.

Древовидное ветвление эрозионной сети наблюдается в пределах равнинного рельефа. На участках, сложенных однородными суглинистыми и глинистыми осадками, при наличии интенсивной эрозионной деятельности водотоков наблюдается перистое ветвление русел.

О вещественном составе отложений, как и о фазах эрозии, можно судить по поперечному профилю оврагов и рытвин. На глинах развиваются длинные неглубокие овраги с равномерным уклоном, плавным округлым поперечным профилем и с глубоко врезанными вершинами.

Остроугольный поперечный профиль при небольшой длине и значительном уклоне тальвега свидетельствуют о песчаных или гравелистых осадках. В лессах и песчано-глинистых отложениях развиваются овраги с плоским днищем с малым уклоном и V – образным поперечным профилем.

Озера и болота также в ряде случаев являются индикаторами геоло­гического строения. Прежде всего, они указывают на высокое положение водоупорного горизонта. Так, например, пойменные болота располагаются на участках развития глин и суглинков. Система расположения озер и болот иногда подчеркивает характер трещиноватости, разрывные нарушения, простирание коренных пород и т. д.

На открытых участках озера, пруды, а также все места избыточного увлажнения легко опознаются по изменению тона или цвета фотоизображения. Озера всегда изображаются ровным черным цветом (в зоне блика они имеют белый цвет). Промоины, созданные водотоками, отчетливо видны на аэроснимках.

В закрытых районах видимость мелких элементов гидрографической сети резко ухудшается, и необходимо стереоскопическое изучение аэроснимков. При этом полезно использовать явление обратного стереоэффекта.

Направление течения рек может быть установлено по ряду признаков. В большинстве случаев приток впадает в русло главной реки под острым углом, направленным вниз по течению. Для рек, сильно меандрирующих, характерно стремление излучин передвигаться вниз по течению, куда обычно и обращены их выпуклости. При наличии в русле песчаных наносов у берегов или островов признаком направления течения будут являться их пилообразные зазубрины вдоль линии уреза воды, направленные вдоль по течению. В эту же сторону направлены острые окончания мысов и прибрежных кос. Все песчаные образования в самом русле круто обрываются в сторону нижнего течения.

Характерными особенностями верховых болот, используемыми при дешифрировании, являются: приуроченность к слабодренированным водоразделам или замкнутым понижениям рельефа; округлая форма в плане и общий светлый тон фотоизображения поверхности, иногда с зернистым рисунком, создаваемым кронами редких низкорослых деревьев. Топяные участки в пределах болот выделяются темным тоном.

Болота низинного типа выделяются на аэроснимках прежде всего по положению в рельефе. Пойменные притеррасовые, присклоновые и другие типы торфяников, связанные с выходами грунтовых вод или речным питанием, всегда будут относиться к низинному типу.

К использованию тона фотоизображения вообще надо относиться осторожно и применять его путем сравнения с окружающими участками.

Пашни, как правило, приурочены к породам, хорошо дренируемым. Таковые в пределах моренных равнин области последнего оледенения наблюдаются на вершинах и в верхних частях склонов моренных холмов. На аэроснимках массивы пашен имеют вид крупных светлых пятен на темном фоне лесов и сырых лугов. На зандровых равнинах пашни приурочены, в основном, к массивам супесей среди песков на участках близкого залегания морены. Фруктовые сады обычно расположены на водопроницаемых отложениях в условиях хорошего дренажа.

О характере отложений можно судить и по дорожной сети. Так расплывчатые колеи грунтовых дорог и неравномерная их ширина характерны для песков. Разъезженные колеи свойственны суглинистым и глинистым отложениям на участках с избыточным увлажнением. На водораздельных участках для них характерны четкие границы и постоянная ширина

Болота и заболоченные участки обходятся фунтовыми дорогами, признаком чего могут служить также сеть дренажных канав, торфоразработки, карьеры, ямы, опознаваемые на аэроснимках по характерному рисунку.

О составе отложений можно судить и по наличию карьеров, их характерным особенностям и связи с близлежащими дорожными и промышленными сооружениями.

Чем большее количество признаков привлекается при дешифрировании, тем выше достоверность сведений, получаемых с аэроснимков.

Однако необходимо иметь в виду, что для одних и тех же природных объектов как прямые, так и косвенные признаки дешифрирования могут быть различными.

На основании результатов дешифрирования аэроснимков составить структурно-геоморфологическую схему на кальке. Привести условные обозначения и оформить схему в карандаше соответствующим образом (пример представлен в прил. 5).

На задание отводится 4 часа.