Географическое положение
Западно-Сибирская равнина - одна из немногих физико-географических стран, границы которых отчетливо выражены в рельефе. Ее рубежами на западе являются восточные предгорья Урала. На востоке равнина ограничена уступом Енисейского кряжа и Среднесибирского плоскогорья, вдоль которого заложилась долина реки Енисей, на севере омывается водами Карского моря. Южная часть равнины уходит за пределы России в Казахстан и лишь на крайнем юго-востоке граничит с Алтаем.
С севера на юг Западная Сибирь протянулась почти на 2500 км: от 73°30" (северная окраина Ямала) до 51° с.ш. (крайний юго-восток). В плане ее территория имеет форму трапеции с наибольшей протяженностью с запада на восток на широте Красноярска (около 1900 км). Площадь Западной Сибири - около 3 млн км 2 .
Специфические черты природы Западной Сибири, определяющие ее своеобразие и уникальность среди других физико-географических стран, - довольно однообразный, слабо пересеченный рельеф с малыми абсолютными и относительными высотами, исключительная заболоченность и ярко выраженная широтная зональность природных условий.
Южная часть равнины - наиболее освоенные и обжитые районы Сибири, где природа в значительной мере изменена хозяйственной деятельностью человека.
Геологическое строение Западно-Сибирской равнины является следствием ее положения на одноименной плите молодой Урало-Сибирской (Центрально-Евразиатской, Урало-Тяньшанской) эпипалеозойской платформы (Рисунок 4).
Фундамент плиты представляет собой огромную депрессию с крутыми восточными и северо-восточными и пологими южными и западными бортами. Он состоит из допалео-зойских, байкальских, каледонских и герцинских блоков. Наиболее древний - Иртыш-Надымский средний массив. Фундамент разбит разновозрастными глубинными разломами. Наиболее крупные - Восточно-Зауральский и Омско-Пурский (Колтогорско-Уренгойский) субмеридиональные разломы. Поверхность фундамента плиты расчленена на Внешний прибортовой пояс и Внутреннюю область, которые осложнены системой впадин и поднятий, отражающих его боковое строение.
Внешний пояс представлен склонами горно-складчатого обрамления, полого или более круто опускающимися к центральной части депрессии. Фундамент в его пределах залегает неглубоко (менее 2,5 км). Ближе всего к поверхности он подходит на крайнем юго-западе Кустанайской седловины (300-400 м). Внутренняя область разделена на две ступени. Южная ступень (Среднеобская мегантеклиза) характеризуется глубиной залегания фундамента от 2,5 до 4,0 км. Наиболее опущенная северная ступень плиты представляет собой Ямало-Тазовскую мегасинеклизу (8-12 км). От Среднеобской мегантеклизы Ямало-Тазовская мегасинеклиза отделена, по-видимому, субширотным глубинным разломом (Транссибирским), к северу от которого глубина залегания фундамента резко увеличивается от 4 до 6 км.
Между фундаментом и осадочным чехлом плиты залегает переходный комплекс триасово-нижнеюровского возраста. Его образование связано со сводообразным воздыманием и растяжением фундамента, следствием чего явилось формирование внутриконтинентальной рифтовой зоны с системой грабенообразньгх впадин. В этих впадинах происходило накопление оса-дочно-вулканогенных и осадочных угленосных континентальных толщ мощностью до 3-5 км. Магматические породы переходного комплекса представлены преимущественно базальтовыми лавами и туфами. Развитие Западно-Сибирской внутриконтинентальной рифтовой зоны не привело к образованию нового океана.
Общее погружение плиты и накопление осадочного платформенного чехла началось в наиболее глубокой северной части с верхнего триаса, а на остальной территории - со средней юры и носило дифференцированный характер. Формирование чехла в мезокайнозойское время протекало фактически непрерывно в условиях длительного устойчивого прогибания.
Чехол представлен переслаивающимися песчано-алевролитовыми прибрежно-континентальными отложениями и морскими глинистыми и песчано-глинистыми толщами мощностью 3-4 км в южной части и свыше 7-8 км - в северной. Морские отложения преобладают в нижней части разреза (до нижнего олигоцена включительно) и связаны с бореальными трансгрессиями. Максимальные трансгрессии, охватившие почти полностью территорию плиты, имели место в конце юры, начале позднего мела и палеогена.
С активизацией тектонических подвижек на платформенном этапе развития плиты связано возникновение многочисленных локальных структур, выраженных только в осадочном чехле. Установлено, что в приразломных зонах количество локальных поднятий, являющихся основными вместилищами нефти и газа, возрастает в 3-4 раза по сравнению с остальной территорией.
С тектоническими движениями олигоцена связано поднятие северного блока плиты, отчленившего Западно-Сибирское море от Арктического бассейна. Морской режим непродолжительное время еще сохраняется в центральной и южной частях равнины, но уже в середине олигоцена море через Тургайскую ложбину окончательно покидает Западную Сибирь. В связи с этим верхняя часть осадочного чехла сложена континентальными толщами, достигающими в южной, прогибающейся части плиты большой мощности, местами до 1-2 км. Среди них преобладают озерно-аллювиальные песчано-глинистые и озерные, преимущественно глинистые, отложения.
В неогене отчетливо обособляется зона субширотных Обь-Енисейских поднятий, расположенных над Транссибирским разломом и соответствующих современным Сибирским Увалам.
К концу неогена уже сформировались общие орографические черты Западной Сибири. Пониженные участки совпадали с тектоническими прогибами, в которых, вероятно, располагались речные долины. Уровень моря был в это время на 200-250 м ниже современного, и большая часть дна Карского моря вместе с северными районами равнины представляла собой сушу, глубоко расчлененную речными долинами.
Общее похолодание климата, происходившее в неогене, особенно усилилось к концу периода, что привело к развитию четвертичного оледенения.
Рисунок 4 – Основные орографические элементы Западной Сибири
В периоды оледенений на территории Западной Сибири на свободных ото льда площадях происходило глубокое промерзание грунтов и образование многолетней мерзлоты. Во внеледниковых областях шло образование лессовидных суглинков, перекрывающих все более древние отложения и достигающих местами мощности 2-2,5 м.
В течение плейстоцена наблюдались неоднократные смены знака и скорости тектонических движений. В конце последнего оледенения вновь произошло опускание северных прибрежных районов, их затопление морскими водами и накопление толщ, слагающих голоценовые морские террасы.
Общее потепление климата в голоцене привело к смещению к северу границ природных зон, к замещению тундростепей и холодных лесостепей, существовавших вблизи границы ледников, лесной растительностью. В южной части равнины сохраняются лесостепи и степи. Потепление достигло максимума в ксеротермальный период (бореальный ксеротермический максимум 8-9 тыс. лет назад), когда древесная растительность распространялась на 3°-4° севернее современной границы. Об этом свидетельствует нахождение стволов деревьев и пней в отложениях тундры Ямала и Гыдана.
С ксеротермальным периодом связывают начало широкого заболачивания Западной Сибири. Интенсивное испарение с поверхности привело к усыханию многочисленных озер, уменьшению их глубин и зарастанию. На месте зарастающих озер возникли множественные очаги заболачивания. Близко расположенные очаги сливались, и площадь болот возрастала. Особенно интенсивно это происходило в периоды похолоданий. В течение голоцена отмечается несколько периодов потеплений и похолоданий. В настоящее время происходит похолодание климата и связанное с ним медленное смещение границ природных зон к югу. Этот процесс достаточно отчетливо прослеживается в северной части равнины, где тундры вытесняют древесную растительность вблизи северного предела распространения редкостойных лесов. На юге наступанию леса на лесостепь препятствует хозяйственная деятельность человека. Вырубая леса, человек вмешивается в ход естественного процесса и способствует расширению площади степной зоны.
Рельеф
Современный рельеф Западной Сибири обусловлен геологическим развитием, тектоническим строением и влиянием разнообразных экзогенных рельефообразующих процессов. Основные орографические элементы находятся в тесной зависимости от структурно-тектонического плана плиты, хотя длительное мезокайнозойское прогибание и накопление мощной толщи рыхлых отложений в значительной мере снивелировали неровности фундамента. Малой амплитудой неотектонических движений обусловлено низкое гипсометрическое положение равнины. Максимальные амплитуды поднятий достигают 100- 150 м в периферических частях равнины, а в центре и на севере они сменяются опусканиями до 100-150 м. Однако в пределах равнины выделяется ряд низменностей и возвышенностей, соизмеримых по площади с низменностями и возвышенностями Русской равнины.
Западная Сибирь имеет форму ступенчатого амфитеатра, открытого к северу, к побережью Карского моря. В ее пределах отчетливо прослеживаются три высотных уровня. Первый уровень, занимающий почти половину территории, имеет высоту менее 100 м. Второй гипсометрический уровень располагается на высотах 100-150 м, третий - преимущественно в интервале 150-200 м с небольшими участками до 250-300 м.
Наиболее высокий уровень приурочен к краевым частям равнины, к Внешнему тектоническому поясу. Он представлен Северо-Сосьвинской, Верхнетазовской и Нижнеенисейской возвышенностями, Приобским плато, Туринской, Ишимской, Кулун-динской, Кетско-Тымской равнинами.
Среди морфоструктур господствуют сформировавшиеся на моноклизах пологонаклонные к внутренней части пластовые (наклонные) равнины и плато. В краевых частях преобладают пластово-денудационные равнины. При удалении от окраин амплитуда новейших поднятий уменьшается, возрастает мощность четвертичных отложений и пластово-денудационные равнины сменяются пластово-аккумулятивными.
Самые низкие участки (ниже 100 м) находятся в северной и центральной частях Западной Сибири, в ее Внутренней тектонической области. Это Нижнеобская, Надымская, Пурская, Тазовская, Кондинская, Среднеобская и Вахская низменности, имеющие отметки менее 50 м. К периферии поверхность постепенно повышается. Лишь Сибирские Увалы - отчетливо выраженная полоса возвышенностей (Люлимвор, Белогорский Материк, увал Нумто, Верхнетазовская возвышенность) - пересекают внутренние районы равнины близ 63° с.ш., от Урала до Енисея. Центральная часть Сибирских Увалов относится к среднему гипсометрическому уровню (100-150 м), а западная и восточная периферические части, выходящие во Внешний тектонический пояс, к наиболее высокому, третьему уровню. Таким образом, орографически хорошо выражено опускание поверхности плиты к центру и ее приподнятость по краям.
Во Внутренней области, характеризующейся развитием мощного чехла мезозойских отложений, утрачивается четкость выражения в рельефе крупных структур фундамента. Современный рельеф отражает прежде всего мезокайнозойский структурный план, в котором появляется большое число структур чехла, ряд из них находит отражение в рельефе. Возрастает количество инверсионных структур. Например, Васюганская равнина представляет собой возвышенность - антеклизу, затухающую с глубиной, находящуюся в пределах синеклизы.
В условиях новейших опусканий во внутренней зоне сформировались аккумулятивные и пластово-аккумулятивные равнины, сложенные рыхлыми неоген-четвертичными толщами. В размещении морфоструктур по территории наблюдается четкая закономерность: широкие низменные аккумулятивные равнины разделены относительно более узкими пластово-аккумулятивными низкими возвышенностями (100-150, редко до 180 м) - Васюганская, Сибирские Увалы, равнины Ямала и Гыдана
В размещении на равнине типов морфоскульптур , созданных деятельностью экзогенных рельефообразующих процессов в неоген-четвертичное время, отчетливо прослеживается закономерная смена в направлении с севера на юг. На севере к берегам Карского моря и его заливов примыкают морские равнины, в поздне- и послеледниковое время вышедшие из-под уровня моря. Южнее расположены моренные и водно-ледниковые равнины, основные черты рельефа которых связаны с четвертичным оледенением. К ним примыкают ледниковые озерно-аллювиальные равнины, оконтуренные с юга внеледниковыми структурно-денудационными равнинами.
Морские аккумулятивные равнины отличаются плоским рельефом. Здесь много небольших неглубоких озер, занимающих широкие плоскодонные понижения. Поверхность повышается к внутренним частям полуостровов Ямал, Гыданский и Тазовский, образуя серию террас (до четырех-шести уровней), ширина которых измеряется десятками километров. Местами отчетливо видны уступы террас высотой 10- 20 м. Современными процессами, преобразующими рельеф морских равнин, являются прежде всего мерзлотно-солифлюкционные.
Ледниковые и водно-ледниковые равнины характеризуются более пересеченным рельефом. Преобладает полого-холмистый рельеф. Колебания высот на междуречьях составляют 10-15 м, редко более. Лишь в краевых частях равнины, примыкающих к Уралу и Среднесибирскому плоскогорью, увеличиваются относительные высоты и сравнительно хорошо выражены моренные холмы и гряды, озы, камы и котловины, возникшие при вытаивании глыб мертвого льда. В южной части области широко распространены плоские водно-ледниковые равнины. Главный фактор в современном преобразовании рельефа - деятельность текучих вод. Формируется эрозионный рельеф, особенно хорошо выраженный на возвышенностях.
Аллювиально-озерные равнины отличаются плоским рельефом. В течение длительного времени здесь господствовали процессы речной и озерной аккумуляции. Когда говорят о Западной Сибири как о гигантской аллювиальной равнине, то обычно имеют в виду эту ее часть.
В поздне- и послеледниковое время эти равнины вступили в этап эрозионного расчленения. Глубина эрозионных врезов долин обычно не превышает 20 м. Лишь наиболее крупные транзитные реки (Обь, Иртыш, Енисей) врезаны на 60-70 м. Многие малые реки не имеют морфологически выраженных долин. На огромных территориях рельеф отличается очень слабым вертикальным расчленением.
Денудационные равнины занимают южную часть Западной Сибири. Процессы аккумуляции сменились здесь эрозионными еще в дочетвертичное время. Однако большая удаленность территории от океана, сухость климата обусловливают слабое развитие речной сети. Лишь юго-восточная часть равнины, где много транзитных рек, текущих из горных районов Алтае-Саянской области, отличается хорошо разработанным эрозионным рельефом с пологовыпуклыми междуречьями и густой сетью речных долин. На остальной территории междуречные пространства слабо освоены эрозионной сетью, отличаются плоским, слегка волнистым рельефом. На поверхности находится огромное количество суффозионно-просадочных впадин, обычно занятых озерами, и масса небольших плоских заболоченных углублений. Вблизи Оби, Енисея, Чулыма, Иртыша, Тобола расчленение становится глубже, склоны круче. Появляются молодые растущие овраги.
Характерной чертой Приобского плато и западной части Чулымо-Енисейской равнины является грядово-ложбинный рельеф. На редкость прямолинейные, параллельные друг другу ложбины разбивают поверхность на систему плосковерхих гряд-увалов, поднимающихся над дном ложбин на 100-160 м. Гряды и ложбины вытянуты с юго-запада на северо-восток. К восточной части их простирание постепенно меняется на широтное (Рисунок 5).
Происхождение грядово-ложбинного рельефа до сих пор не установлено окончательно. Имеется несколько гипотез: тектоническая, эоловая, эрозионная.
Рисунок 5 – Геоморфологическое районирование Западной Сибири