III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ ГОРОДА КАРАЧАЕВСКА
Токова А.З.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF



Порой в великой книге тайн природы

Мне удается кое-что прочесть.

У.Шекспир

Если оглянуться вокруг себя, можно увидеть много удивительного и прекрасного, много интересного и загадочного. И тебе невольно хочется разгадать очередную тайну окружающего тебя мира. Такое удивительное путешествие произошло и со мной. Каждое утро я вижу из окна своего дома удивительную гору с причудливыми скалами, с таинственными пещерами и загадочными бороздками, слоями разных оттенков, как будто перед тобой вкусный слоеный пирог или послание древних людей. Как известно, камень – самое твердое, что может быть в природе. А, тем не менее, и среди каменных слоев мы можем видеть причудливые складки, которые могут о многом нам рассказать.

Актуальность исследования: Геологическое строение Большого Кавказа и история его формирования изучались многими исследователями. Первые исследования геологии этой горной страны были проведены немецким ученым Германом Абихом во второй половине XX века. В настоящее время реставрация палеогеографического режима внутри геологических эпох имеет большое научное значение. Таким образом, тема исследования является актуальной.

Цель работы: Узнать, что было на месте г. Карачаевска в юрский период 200 миллионов лет назад.

Задачи: - Определить названия горных пород, слагающих левый склон долины реки Теберда близ Бойненского моста.

-Узнать у геологов, как образовались эти горные породы.

-Узнать, какой был климат в юрский период.

Гипотеза: на месте г. Карачаевска в юрский период находился северный берег океана Тетис.

Глава 1. Теоретическая подготовка к исследованию

Прежде чем приступить к выполнению моего исследования я познакомилась с наукой, которая изучает состав, строение, движение и историю развития земной коры, размещение в ней полезных ископаемых. Это наука – геология.

Геология берет свое начало в глубокой древности, наверное, с самого появления человека. Возникновение геологии связано с удовлетворением насущных потребностей людей: в жилище, его обогреве, в успешной охоте. Ведь надо знать свойства минералов и горных пород, чтобы научиться применять их. Так же необходимо уметь добывать горные породы, различать их и открывать новые месторождения. Для этого и необходимы геологические знания. Но изучение минералов и горных пород для удовлетворения потребностей человека - это лишь корни геологии. В те давние времена ее еще сложно именовать наукой, т.к. люди не обобщали знания, не записывали их, не развивали, а лишь накапливали и применяли на практике.

К настоящему времени в геологии образовались следующие основные разделы.

  1. Динамическая или физическая геология. Этот раздел изучает современные геологические явления, изменяющие Землю на глазах людей (атмосфера, вода, флора и фауна, вулканизм).

  1. Петрография или наука о горных породах. Этот раздел изучает состав горных пород, то есть из каких минералов они состоят. А это важно для их применения.

  2. Палеонтология- наука об ископаемых живых организмах, составляет третий раздел геологии. Он изучает развитие, происхождение древних живых существ и даже восстанавливает их среду обитания.

  3. Изучением последовательности и условий залегания различных горных пород, а также следов жизни в них занимается стратиграфия. Она относится к четвертому разделу геологии.

  4. Историческая геология составляет пятый раздел науки о Земле. Она как бы подводит итоги всем исследованиям нашей планеты: распределяет геологические процессы и явления во времени, определяет палеогеографию – как располагались на нашей планете суша и моря в прошлые эпохи.

Изучая литературу по исследуемой проблеме, я узнала, что палеогеографию Кавказа исследовали многие ученые в рамках геологической науки. Это такие ученные как В.Е. Хаин, Г.Д. Ажгирей, Н. А. Ясаманов и многие другие известные ученые. В тоже время нет особой работы, посвященной палеогеографии Карачаево-Черкесии. Поэтому очень многие вопросы мне помогли узнать ученые Карачаево-Черкесского университета, доктор геолого-минералогических наук профессор Ю.Я. Потапенко и кандидат географических наук доцент П.А. Кипкеева. Так как интересующий меня вопрос касается, исторического прошлого Земли, мне потребовалось узнать и изучить, что такое геохронологическая таблица. И вот что я узнала.

Жизнь на Земле существует около 3-3,5 млрд. лет. За этот грандиозный промежуток времени на планете происходили разнообразные геологические события: изменения климата, горообразовательные процессы, дрейф материков, наступление на сушу вод мирового океана, оледенения и т. д. Параллельно с этими геологическими событиями, в ряде случаев и под их воздействием изменялся и органический мир. В процессе эволюции постоянно возникали новые формы организмов и вымирали прежние, оказавшиеся неспособными жить в новых условиях. Таким образом, в течение многих миллионов лет на планете накапливались остатки некогда живших существ, представленные в настоящее время рядом окаменелостей в составе осадочных пород. Такие осадочные образования, откладывались в определенной последовательности, образовывали пласты. Причем нижележащие образования являются более древними, чем вышележащие. Анализ характера окаменелостей в таких пластах позволяет определять относительный возраст, а также последовательность их образования. На этом принципе основано создание относительной геохронологической шкалы.

Геохронологическая таблица содержит сведения о последовательной смене эр и периодов в развитии Земли и их продолжительности. Иногда в таблице указывают важнейшие геологические события, этапы развития жизни, а также наиболее типичные для данного периода полезные ископаемые и т. п.

Таблица построена от древнейших этапов развития Земли к современному, поэтому изучать ее нужно снизу вверх. С помощью геохронологической таблицы можно получить сведения о продолжительности и геологических событиях в разные эры и периоды развития Земли.

МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА

Глава 2. Палеогеография города Карачаевка

Выполнение работы состояло из нескольких этапов. Первый этап полевые наблюдения, второй - определение названий горных пород, и третий этап - это реконструкция палеогеографической обстановки на месте города Карачаевска.

Этап 1. Наш маршрут проходил по крутому левому склону долины реки Теберда. С Бойненского моста через реку Теберда видна скала, сложенная песчаниками юрского возраста.

Для реставрации палеогеографических условий г. Карачаевска мною выполнены были полевые исследования, которые заключались в изучении минерального состава пород, их залегания, в изучении слоистости песчаников. Основным объектом исследования явилось уникальная отвесная скала, в геологии это называется «обнажение». Она находится на левом берегу р. Теберда в 300 метрах к северу от Бойненского моста.

Рис.1. Начало полевых исследований

Благодаря сплошной обнаженности и процессам выветривания здесь видны различные типы слоистости. По этой слоистости можно судить об условиях среды, в которых происходило осадконакопление. В обнажении хорошо видна параллельная, косая и волнистая слоистость (рис. 2 и табл. 1).

Типы слоистости

Таблица 1

Горная порода

Слоистость

Палеогеография

5

песчаник

волнистая

подводная река

4

песчаник

косая

русло реки

3

каменный уголь

 

болото

2

алевролит

параллельная

лагуна

1

песчаник

параллельная

Мелкое море

Рис. 2. Волнистая слоистость песчаников

Этап 2. Второй этап исследования заключался в изучении и определении пород.

Для этого я посетила геологический кабинет географического факультета. Там есть большие увеличительные лупы, специальный геологический микроскоп, есть коллекция ископаемых организмов юрского периода. С помощью геологов я научилась определять по форме поверхности песчаника глубину древнего моря. Например, если на поверхности песчаника присутствуют невысокие параллельные выступы, геологи называют их ископаемой «волновой рябью». Она указывает, что море было неглубоким (полметра-метр), дул несильный ветер, образовывались волны, которые собирали песок на дне в гребни. Такое можно видеть и сейчас на песчаных пляжах Черного и Каспийского морей (рис 3).

Рис. 3. Рябь течения (снизу) и рябь волнения (с верху)

Этап 3. Палеогеографическая реконструкция.

Проведя полевые наблюдения, изучив породы и прочитав ряд книг по геологии, мне удалось определить, каким был рельеф в районе Карачаевска в начале юрского периода.

В начале юрского периода - около 200 млн. лет назад (Шкала…, 1985) на Северном Кавказе, включая и территорию Карачаево-Черкесии, невысокие древние горы были полностью разрушены. На их месте сформировалась обширная равнина. Южная ее часть испытала опускание и вошла в состав океана Тетис, протягивавшегося от Испании до Памира.

Северный песчаный берег теплого океана Тетис на территории современной Карачаево-Черкесии 200 млн. лет располагался на широте города Карачаевска. Здесь в море впадала большая река, она текла с севера из нынешней Ростовской области. Река приносила большое количество песка, из него впоследствии образовались песчаники. Около устья реки на низкой суше росли тропические леса, от них сохранились отпечатки листьев и окаменевшие стволы и пни деревьев. Было также много болот, из отмершей растительности которых образовались слои каменного угля.

Прибрежно-морской благодатный климат просуществовал около 30 миллионов лет. Затем неожиданно произошло мощное вулканическое извержение. Раскаленные лавы и вулканический пепел уничтожили тропические леса. Остатки лавового потока возвышаются выше обнажения песчаников в виде причудливых скал.

Рис.4. Выше песчаников – скалы причудливой формы.

Эти скалы – застывшие лавы, излившиеся на берег юрского моря, во время извержения около 200 мил. лет назад.

Таким образом, гипотеза о существовании берега моря Тетис на территории города Карачаевска подтверждается собранными мною данными.

Выводы

Полевые наблюдения и коллекция пород, собранных во время нашего маршрута, позволяют сделатьследующий вывод.

  1. По составу и характеру слоистости пород левобережья Теберды удалось восстановить условия, существовавшие в районе города Карачаевска около 200 миллионов лет назад.

  2. Изученная территория располагалась на северном берегу океана Тетис.

  3. На рубеже нижнего и среднего отделов юрского периода произошло извержение лав, при котором сгорел тропический лес, произраставший в этом районе.

Заключение

Перспективы дальнейшего исследования. Исследования по палеогеографии Карачаевского района интересно было бы продолжить. Например, изучить строение большого вулкана юрского возраста. Ведь современные вулканы (Эльбрус, Везувий и другие) доступны изучению только с поверхности. А в районе Карачаевска реки Кубань и Теберда вскрыли не только осадочные породы, но и множество тел магматических пород. На склонах речных долин обнажены «корни» юрского вулкана: трещины и жерла, по которым лава выходила на поверхность. Мы можем их изучать на глубину 400-500 метров. Такие наблюдения называются палеовулканологией.

Назначение работы. Проведенное исследование может быть полезно и интересно учащимся школ, которые увлекаются геологией, а также всем, кто интересуется естественно-испытательской деятельностью. Часто, выезжая на природу, мы сталкиваемся со многими геологическими объектами и задаем родителям множество вопросов. Но, как правило, родители оказываются неподготовленными к ответу и часто проходят мимо интересных объектов. А ведь школьники, какие бы профессии они не избрали ‑ будущие родители, поэтому назначение моей работы и многих других работ, которые выполняют школьники - это расширение кругозора и воспитание гармонично развитой личности.

Что дала работа самому исследователю. В процессе написания работы я открыла для себя много интересного о геологическом прошлом Земли. Скала, которую я видела с раннего детства, оказалась каменной летописью различных природных процессов, происходивших 200 миллионов лет назад. Теперь я поняла смысл изречения древних философов: «Глаз видит столько, сколько позволяет ум».

Литература

Потапенко Ю.Я Геология Карачаево-Черкесии. – Карачаевск: КЧГУ, 2004. ‑154с.

Потапенко Ю.Я. Геологические маршруты в Приэльбрусье. – Карачаевск: ‑ КЧГУ, 2002.‑ 155с.

Шкала геологического времени. У.Б. Харленд, А.В. Кокс и др. Пер. с англ. ‑ М.:Мир, 1985. ‑140с.

Кипкеева П.А. Лабораторные занятия по геологии (минералы). ‑ Карачаевск. КЧГУ, 2004. – 73 с.

Кипкеева П.А. Лабораторные занятия по геологии (палеогеографические карты). – Карачаевск: КЧГУ, 2004. – 81 с.

Кипкеева П.А. Лабораторные занятия по геологии (основы палеонтологии). – Карачаевск: КЧГУ, 2004. – 149 с.