Разгадка тайны образования круглых озёр Мещеры

      
        Мещера – уникальный природный комплекс Центральной России.  На её карте отмечено много рек, озёр и урочищ с диковинными названиями и свойствами, пробуждающими фантазию, стремление постичь их тайны. Наибольший интерес вызывают небольшие озёра  идеально круглой формы  часто очень глубокие – по нескольку десятков метров. По берегам таких озёр можно обнаружить выбросы, похожие на последствия падения космических объектов – метеоритов… Интернет просто пестрит публикациями истовых исследователей, утверждающих, что более тысячу лет назад над  Подмосковьем взорвался крупный метеорит, части которого, ударившись о грунт, образовали цепочку круглых озер. Последователи этой теории полностью или частично отрицают  существование Ледникового периода, а значит и влияние не только формирование ледниково-моренных ландшафтных комплексов,  гляциально-селевых потоков, но и термокарстовых процессов  на формирование мещерских озёр. Ими приводится ряд доказательств, которые на самом деле являются лишь «притянутыми за уши»  предположениями и ничем более.  Особенно преуспели в этом шатурские и егорьевские   краеведы. Им вторят Шиловские музейщики Рязанской области, допускающие, что развитие Рязано-Окской культуры  было прервано упавшим метеоритом…
       Не пытаюсь чем-то обидеть этих уважаемых людей или принизить их заслуги в изучение мещерской природы. Не хочу так же вступать с ними в бесполезную и неплодотворную полемику. Однако, как говорится – «накопилось»!
      Хочу напомнить этим «метеоритным фанатам», что существует  наука геокриология (мерзлотоведение) - раздел геологии, изучающий «криолитозону», т.е. зону «вечной мерзлоты», которая в России занимает 11млн. кв.км  - 65%  всей её территории. Анализы кернов при бурении мерзлотных грунтов, показывают, что существует  два разных типа вечной мерзлоты: первый тип почти не тронут термокарстом -    процессом периодического оттаивания и разрушения вечной мерзлоты, а второй, наоборот, систематически подвержен этим процессам. Лед в пробах первого и второго типа четко различается по химическому составу: количеству содержащихся металлов, углерода органического происхождения, кислотности  и солевого состава  вод и их газовому составу. Уже давно замечено, что круглые озёра часто встречаются не только в средней полосе, но и  в зоне вечной мерзлоты, которую оставил после себя ледник, «обещая вернуться». Чаще это происходит в понижениях рельефа, там, где на протяжении длительного времени происходит взаимодействие мерзлотных грунтовых и талых вод. В этих местах, особенно с высоты птичьего полёта, бросается в глаза сплошная череда небольших озёр. Исследование донной поверхности этих озёр показывает существование больших оттаявших зон  под ними, намного превышающих площадь самих озёр. Такие зоны получили название «ТАЛИКИ» 
   В конце ледникового периода такими «таликами» были покрыты все понижения  нашей Средней  полосы и, естественно- будущая Мещера.
   Поэтому именно геокриология даёт ключ к изучению механизма образования озёр круглой формы.
    Классический  термокарст, как процесс неравномерного проседания почв и подстилающих горных пород, вследствие вытаивания подземного льда, образует не глубокую озёрную чашу неправильной  округлой формы без берегового вала. А почти идеально круглые глубокие озёра с выбросами по краям, похожими на последствие падения метеорита, происходят от особой разновидности термокарстов – « грязевых пупков» или «криовулканов».
   Ученые – мерзлотоведы утверждают, что эти процессы происходили  в конце Ледникового периода, вследствие деградации зоны вечной мерзлоты и процессов потепления. По мере стабилизации климата, термокарстовые процессы остановились. Теперь же их механизм заработал вновь, что позволяет приступить к их тщательному изучению. Полигоном для изучения этих процессов в настоящее время является полуостров Ямал. Ясно, что возникновение термокарстов  является отражением процесса деградации вечной мерзлоты, вызванной глобальными изменениями климата в конце ХХ – начале ХI веков. Такие же процессы происходили, по мере ухода ледника и на территории  средней полосы России, в т..ч. и на территории Мещеры, которая, благодаря этим процессам и сформировалась, как замкнутый со всех сторон  «речной мешок»  с огромным количеством ручьёв, глубоких и мелких озёр, превращавшихся в болота.   Если механизм классического термокарста достаточно просто объясним, то процессы приводящие к образованию круглых,  как блюдце, глубинных провалов, названные «криовулканами» были изучены совсем недавно. Большую роль в этом сыграла спутниковая съёмка и метод изучения газового и химического состава грунта криократеров путём бурения.
     На месте будущего криократера сначала образуется «грязевой пупок» - бугор пучения, который якуты называют «булгунях» - холм.   В Сев. Америке эти бугры носят иннуитское название «пинго» - пупок. (Инуиты — это коренные народы, населяющие части Северного Приполярного региона, простирающиеся от Сибири до Канады.)
 Некоторые такие бугры имеют 8 метров в высоту и 50–55 метров в диаметре.
Изучение структуры этих образований методом бурения начались совсем недавно. Установлено, что  главной особенностью изученных образцов является необычно высокая концентрация газов, достигающая в отдельных пробах 20 объемных процентов. В основном это CO2 и N2. А вот метана — предполагаемого виновника извержения криовулкана — оказалось мало.
   Зато обнаружилось преобладание высших углеводородов, нормальных  «алканов» с большим числом атомов углерода (C19H40) , что доказывает, что они образовались в результате разложения растительных останков.

     При изучении криогенного кратера, который образовался летом 2014 года в Центральном районе полуострова Ямал, была создана математическая модель с последовательностью событий, предшествовавших формированию кратера. Сначала под долгоживущим термокарстовым озером (жидкая вода при положительной температуре) вечная мерзлота оттаивает, формируя поддонный «талик» размером намного превышающем площадь самого озера. По оценкам геокриологов, формирование 60–70 метровой зоны протаивания занимает примерно 3000 лет!
    При высыхании озера оттаявшая зона начинает обратно замерзать равномерно от краев к центру, отчего талик приобретает шарообразную форму. На финальных стадиях жизни озера его дно промерзает, формируя ледяную крышку толщиной до 6-8 метров над еще не замерзшим таликом. Оставшаяся вода под давлением растущего льда начинает выжиматься наружу, формируя бугор пучения вперемешку с рыхлым грунтом (грязевой пупок), существующий около сотни лет. Основное давление в «бугре пучения», как было установлено, создаёт растворённый в воде углекислый газ. Давление под ледяной крышкой бугра пучения  постепенно поднимается от 8 до 15 атмосфер.
   Математическое моделирование так же позволило установить стадийность сопутствующую извержению криовулкана: 1. Пневматическая стадия (первые минуты). Выход газа из верхней камеры талика, выброс струй углекислого газа, разлет почвы на большие дистанции и повреждение растительности холодной газовой струей.
    2. Гидравлическая стадия (несколько часов): излияние воды из кратера,  вспенивание воды, насыщенной газом (эффект, сходный со струей шампанского после удаления пробки). Полное пробитие ледяной шапки и начало формирования грязевого вала вокруг кратера.
    3) Фреатическая стадия (5–25 часов): разложение газовых гидратов в нижнем слое почвы и вынос её на поверхность с возникающей пеной. Это самая длительная и завершающая стадия извержения.
   Появилось даже научное определение  такого явления как КРИОВУЛКАН— низкотемпературный вулкан, извергающий криолаву (частицы грунта в перемешке с водой и пеной, содержащей аммиак, метан или другие вещества) в жидком или газообразном состоянии.
     На территории Мещерской низменности достаточно много таких «криозон» с глубокими кратерными озерами, глубиной от 18-20 до 40 -60 метров. Обследование дна таких озер показывает, что они твёрдые, состоящие из плотных ленточных глин, а у некоторых из них: оз.Глухое Гусь-Хрустального района Владимирской обл., оз. Смердячье Шатурского района Московской обл., сверху лежат массивные слои грязевых органических осадков чёрного цвета, содержащие большое количество сероводорода. Глубине более 20м эти переработанные органические массы постепенно на протяжении тысяч лет превращаются в конгломераты, внутри которых происходит образование пиритов – серных колчеданов и халькопиритов – медных колчеданов. К великому сожаление такие водные объекты практически мало исследованы учеными- мерзлотоведами и гидробиологами. Лишь чисто случайно: при мелиоративных работах или очистке дна водоёмов и намывке пляжей с помощью земснарядов можно изучать то, что застревает  в защитной решетке трубы глубинного насоса.
     Часто вместе с корнями мореных дубов, камнями и прочим мусором, в решетке трубы застревают фрагменты костей животных ледникового периода: позвонки шерстистых носорогов, длиннорогих бизонов, оленей, фрагменты костей и зубы мамонтов. Всё это свидетельствует о том, что все эти процессы деградации вечной мерзлоты  сопровождались не только извержением криовулканов, но и  большими катастрофами, вызванными лавинами гляциально-селевых потоков с ледниковых склонов и возвышенностей, в которых погибали целые стада животных ледникового периода. Автору довелось участвовать в извлечении  останков фрагментов скелетов жертв таких катастроф в галичных карьерах села Есеновичи Вышне-Волоцкого района Тверской области, на р. Колокша Собинского района, Гусь и Колпь Гусь-Хрустального района Владимирской области, на оз. Юбилейное г. Рошаль Шатурского округа Московской области. Все эти факты достойны серьёзного исследования.
 
   Интересно отметить, что подобные процессы происходят не только на нашей планете, а впервые замечены на Европе (спутнике Юпитера), Энцеладе (спутнике Сатурна) и Тритоне (спутнике Нептуна).
     Изучение этих объектов началось в 1979–1989 годах, после пролетов зондов «Вояджеров» мимо ледяных лун газовых гигантов, однако их непосредственное исследование до настоящего момента было недоступно, так как ни одного криовулкана на Земле, в доступное науке время, обнаружено не было. Теперь, похоже, ученые получают, к сожалению, такую возможность. К сожалению, потому, что процессы деградации вечной мерзлоты на Крайнем Севере не сулят для нашего будущего ничего хорошего!