Известия РАН. Серия географическая, 2023, T. 87, № 1, стр. 42-59

ВВЕДЕНИЕ

Донные осадки водоемов – это важнейший природный архив, фиксирующий информацию об изменениях окружающей среды за период седиментации. В частности, знания о скоростях накопления и составе донных отложений озер позволяют судить об интенсивности процессов денудации на их водосборах. В качестве хрономаркеров для выявления скоростей осадконакопления за различные интервалы времени используются радионуклиды природного и техногенного происхождения. Неравновесный (атмосферный) ²¹⁰Pb_ex и ¹³⁷Cs давно применяется для оценки скоростей отложения наносов в водоемах (Corbett et al., 2007; Putyrskaya et al., 2020; Rose et al., 2011; Semertzidou et al., 2019; Su and Huh, 2002; Yamada and Aono, 2003). В сочетании с использованием датировок донных отложений с применением ¹⁴С возникает возможность проводить оценки темпов аккумуляции за более длительные временные интервалы (Carbon Isotope Techniques, 1991; Luque and Julià, 2002). В результате совместного использования перечисленных выше радиоизотопов можно определить тенденции изменений темпов денудации на водосборах исследуемых водоeмов по десятилетиям (для 150-летнего периода) и столетиям (в зависимости от детальности отбора проб для радиоуглеродного анализа), и тем самым охватывать временные интервалы в несколько тысяч лет.

В горах достаточно отчетливо проявляется влияние высотной поясности, которая определяет проективное покрытие поверхности почвы, а также степень антропогенного воздействия на водосборы озeр, что, в свою очередь, наряду с особенностями выпадения стокоформирующих осадков, определяeт темпы осадконакопления и их изменения во времени (Hutchinson et al., 2016; Rose et al., 2011). Обычно для горных территорий изменения темпов осадконакопления в большей степени связаны с изменениями антропогенной нагрузки на их водосборы (Ahn, 2018; Ahn et al., 2009) – чем выше нагрузка, тем интенсивнее происходит осадконакопление.

Ранее в пределах российской части Западного и Центрального Кавказа был изучен ряд кернов, отобранных в озерах Хуко (1744 м над ур. м.) и Каракель (1335 м над ур. м.). Скорость осадконакопления в этих водоeмах зa последние две тысячи лет была оценена в 0.03 и 0.034 см/год соответственно (Александрин и др., 2019; Grachev et al., 2021). В этом регионе помимо ¹³⁷Cs глобального происхождения отмечаются и выпадения Чернобыльского происхождения, местами существенно превышающие глобальные (Izrael, 1998). В итоге совместное использование ¹³⁷Cs и ²¹⁰Pb_ex позволяет построить более точную модель осадконакопления в водоемах Западного и Центрального Кавказа. Регион исследования характеризуется высокой вариабельностью модуля стока взвешенных наносов: от 100–150 т/км²/год в предгорной зоне, расположенной к северу от Главного Кавказского хребта, до 600 т/км²/год в низкогорной зоне Черноморского побережья Кавказа (Golosov and Tsyplenkov, 2021). Большая часть исследованных озер находятся в труднодоступных, слабо подверженных антропогенному влиянию районах. Кроме того, почти все, за исключением оз. Донгуз-Орун, исследованные озера имеют относительно небольшую площадь водосбора, и в этой связи темпы аккумуляции в них более резко реагируют на происходящие изменения на их водосборах.

Целью исследования является оценка скоростей осадконакопления в озерах и их изменений во времени для Центрального и Западного Кавказа, что позволяет судить о темпах денудации на их водосборах. Для этого были проанализированы керны донных отложений, отобранные из 5 озер, расположенных в разных высотных зонах.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследований выбрано 5 озер, расположенных в различных высотных зонах Западного и Центрального Кавказа. Два озера (Гарабаши и Донгуз-Орун) располагаются в высокогорной зоне, два озера (Хорлакель и Б. Хмелевское) находятся в среднегорье и одно озеро (Сухой Лиман) – в предгорно-низкогорной зоне на небольшом удалении от Чeрного моря. Основные параметры озер представлены в табл. 1, а их местоположение, конфигурация водосборов и самих озер показаны на рис. 1.

Озеро Донгуз-Орун (43°13′24″ с.ш.; 42°29′41.26″ в.д.) находится на Центральном Кавказе в Приэльбрусье. Оно образовано в результате подпруживания постоянного водотока боковой мореной ледника Донгуз-Орун. Озеро проточное, с двумя впадающими ручьями и вытекающей из него р. Донгуз-Орун. Наличие дельты, площадью 0.15 км², способствует перехвату значительной части наносов, поступающих с водосбора, и только наиболее тонкие фракции поступают в водоем. Согласно данным Каталога ледников СССР (1970), на водосборе озера находятся четыре ледника юго-восточной и северо-восточной экспозиций. Питание оз. Донгуз-Орун смешанное и включает: талые ледниковые воды; сток, формирующийся при таянии снежного покрова и выпадении ливневых осадков. Собственная биопродуктивность озера минимальна из-за низких температур. Вклад органического вещества, смываемого со склонов, в общий объем донных отложений также незначителен. Можно интерпретировать накопленный в озере рыхлый осадок в качестве прямого продукта разрушения коренных пород водосбора ледниковой экзарацией и другими экзогенными процессам. Среднегодовая температура 2.6°C, средняя температура теплого периода – 11.4°C, средняя температура зимнего периода –6.3°C. Среднегодовая сумма осадков 948 мм с максимумом в июле.

Озеро Гарабаши (43°16′29.29″ с.ш.; 42°28′51.06″ в.д.) расположено на правом борту долины руч. Гарабаши (приток р. Баксан), верховья которого располагаются на южном склоне горы Эльбрус. В бассейне водосборa озера сохранились морены, сформировавшиеся в период существования присклонового ледника, в настоящее время уже несуществующего. Озеро имеет перелив – ручей сброса, функционирующий в период его активного питания. В настоящее время озеро регулярно пересыхает в конце лета, что приводит к растрескиванию и, возможно, частичному перемешиванию верхних сантиметров донных отложений. Поверхностный сток на склонах водосбора формируется при таянии снега в мае – начале июня и при выпадении ливней в период с июня по начало сентября. Поверхность склонов водосбора задернована. Мощность рыхлообломного чехла склоновых отложений составляет 10–15 см. Климатические характеристики в районе озера такие же, как и для оз. Донгуз-Орун, так как они располагаются на относительно небольшом удалении друг от друга и в пределах одного диапазона высот.

Озеро Хорлакель (43°29′35″ с.ш.; 42°13′06″ в.д.) расположено на северном склоне Передового хр. в междуречье рp. Худес и Хурзук на высоте 2040 м над ур. м. Межморенная озерная котловина площадью около 1 км² в центральной части погребена под пологим конусом выноса, разделяющим ее на две части. Современный водосбор озера в основном залесен, а на остальной части залужен, и характеризуется достаточно плотным дерновым покровом. Залуженная часть водосбора используется в качестве пастбища, но нагрузка на него невысокая. Суммарное количество осадков составляет 1046 мм/год, среднегодовая температура воздуха – 4.1°С.

Озеро Большое Хмелевское (43°43′04″ с.ш.; 40°12′02.60″ в.д.) расположено на вершинной поверхности восточного отрога хр. Ачишхо. Оно имеет тектоническое происхождение и является наиболее крупным среди Хмелевских озер. Питается озеро в основном атмосферными осадками, в том числе талыми водами. В озеро не впадают и не вытекают постоянные водотоки. Хорошо выраженных в рельефе зон аккумуляции на водосборе озера не обнаружено. Около 50% водосбора – крутые склоны, окружающие озеро. Их нижние части заняты травянистыми сообществами, выше растет густой лиственный лес. Водосбор озера является рекреационной зоной. Среднегодовая температура составляет 7.6°C. Среднегодовая сумма осадков – 1607 мм с максимумом в мае.

Озеро Сухой Лиман (44°45′16″ с.ш.; 37°27′22″ в.д.) – это небольшой, бессточный водоем, расположенный в горной долине между горами Шахан и Кобыла на расстоянии около 5.5 км от пос. Малый Утриш. Котловина оз. Сухой Лиман сейсмогенного происхождения с плоским дном и относительно пологими склонами. Во время выпадения сильных ливней, паводки, формирующиеся во временных водотоках, приводят к увеличению зеркала озера до 4 га. В межень озеро может почти полностью пересыхать и выделяется в рельефе плоским бурым понижением, заросшим камышом. На водосборе озера преобладают леса (см. табл. 1). Рыхлые отложения имеют довольно мощный слабогумусированный (содержание гумуса в верхнем слое всего 3.6%) профиль с признаками оглеения (чередование сизых и ржавых пятен). Питание озера преимущественно дождевое. Среднегодовая сумма осадков – 560 мм. Среднегодовая температура воздуха 13°С.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Отбор проб донных осадков на исследуемых озерах проводился в разные годы в период с 2012 по 2021 г. (табл. 2). Два озера (Гарабаши и Сухой Лиман) в момент отбора проб были высохшими, что позволило отбирать пробы в центральной части чаши водоемов. Бурение донных осадков на оз. Сухой Лиман проводилось с использованием бура Качинского (диаметр 3.5 см). Отбор донных наносов на оз. Гарабаши проводилось цилиндрическим отборником с внутренним диаметром 50 мм. Кроме того, рядом с местом отбора керна был выкопан шурф и сделано подробное описание отложений.

На остальных озерах проводилось эхолотирование с составлением карты глубин. Для отбора колонок донных отложений выбиралась наиболее глубокая часть водоема. При отборе керна донных отложений использовался модифицированный поршневой бур ударного типа (Nesje, 1992) с внутренним диаметром пробоотборника 110 мм. Пробоотбор проводился в теплое время года со специально подготовленной платформы, установленной на надувном катамаране.

Послойный отбор проб отложений (рис. 2) на фронтальной части дельты оз. Донгуз-Орун, общая площадь которой составляет 0.15 км², выполнен с помощью пробоотборника с внутренним диаметром 3 см. Точки опробования находились на одинаковой высоте от уреза воды, кроме точки DOD-2, которая находилась на 5 м выше остальных. Нарезка проб на слои мощностью 3 см производилась непосредственно внутри пробоотборника. После этого, в полевых условиях, каждая из проб упаковывалась в отдельные пластиковые пакеты, а пробоотборник очищался с помощью влажных салфеток. Всего было отобрано и проанализировано на содержание радионуклидов 57 образцов. Для последующего проведения аналитических исследований на содержание радионуклидов, производился в лаборатории послойный отбор образцов из центральной части кернов площадью 2.7 × 2.8 см. Керны из озер Гарабаши и Донгуз-Орун были поделены на слои по 0.5 см. Керны из остальных озер нарезались на слои 1 см. Каждый из образцов просушивался при температуре 105°C в течение 8 ч, был перетерт и помещен в емкость с заданной геометрией для дальнейшего проведения гамма-спектрометрического анализа.

Определение содержания гамма-активных радионуклидов осуществлялось при помощи гамма-спектрометра ORTEC GEM-C5060P4-B с применением полупроводникового детектора из сверхчистого германия (HPGe) с бериллиевым окном, и относительной эффективностью 20%. Исследовалось содержание в образцах следующего наборa радионуклидов естественного и техногенного происхождения: ¹³⁷Cs, ²²⁶Ra, ²¹⁰Pb и ²⁴¹Am. Удельная активность ²²⁶Ra оценивалась по двум линиям, одной принадлежащей самому радию (186 keV), и другой – его дочернему ²¹⁴Bi (609 keV). Массы образцов составили от 1.2 до 12 грамм. Время измерения было не менее 60 000 с. Систематические неопределенности включали в себя: погрешность пробоотбора – 3%, погрешность пробоподготовки – 2%, погрешность средств измерения – 2% и в сумме не превышали 8%.

Для определения возраста донных отложений на основе содержания ²¹⁰Pb_ex использовалась модель постоянного потока (Abril, 2022; Corbett and Walsh, 2015):

где: t – возраст осадка, лет; A(∞) – активность поверхностного горизонта, рассчитанная исходя из сглаженной функции распределения запасов по глубине; Бк/м², A(х) – удельная активность горизонта; Бк/м², λ – постоянная радиоактивного распада ²¹⁰Pb.

Для выполнения расчетов с помощью данной модели должно соблюдаться условие постоянства потока через раздел фаз водa−осадок. Поэтому модель справедливо применять для непересыхающих озер. Для озер Гарабаши и Сухой Лиман датировка проводилась только на основе анализа эпюры вертикального распределения ¹³⁷Cs в толще донных наносов.

Для определения возраста отдельных слоев донных отложений с помощью техногенного ¹³⁷Cs на эпюре его вертикального распределения были выделены пики, нижний из которых, при его наличии, соответствует максимуму глобальных выпадений в 1963 г. (основные испытания ядерного оружия в Северном полушарии), а верхний соответствует поверхности донных отложений в 1986 г. (авария на Чернобыльской АЭС) (Golosov et al., 2018).

Из кернов донных наносов озер Хорлакель и Гарабаши были отобраны образцы органического вещества для определения возраста радиоуглеродным методом. Датирование осадка радиоуглеродным методом было проведено с помощью ускорительной масс-спектрометрии (AMS) в Университете Джорджии (США), пробоподготовка и графитизация осуществлялась в Лаборатории радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии Института географии РАН. Для построения возрастной модели была использована калибровочная кривая IntCal13 (Reimer et al., 2013).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Важным отличием оз. Донгуз-Орун от остальных исследованных озер является относительно большая площадь водосбора с наличием двух постоянных водотоков, питающихся от ледников и наличие крупной дельты, перехватывающей значительную часть, транспортируемых водотоками наносов. В итоге на современных скоростях накопления в озере не сказывается периодическое формирование экстремальных паводков, так как основной объем наносов, транспортируемых ими, переоткладывается в дельте. Керн, отобранный в оз. Донгуз-Орун, представлен бежево-коричневым пылеватым суглинком с редкими линзами песка и имеет ярко выраженную слоистость. Слоистость регулярная по всей длине керна со средней мощностью отдельных слоев около 1.5 мм. В оз. Донгуз-Орун скорость аккумуляции наносов была определена ранее на основе анализа эпюр вертикального распределения ¹³⁷Cs. Было выявлено ее постепенное нарастание от в среднем 0.2 см/год в период 1963–1986 и до 0.32 см/год в период с 1986 по 2014 г. (Kuzmenkova et al., 2020). Во внутрипрофильном распределении ¹³⁷Cs четко выделяются 2 пика: глобальных (1.2 кБк/м²) и чернобыльских (2.8 кБк/м²) выпадений, которые совпадают с расчетом осадконакопления на основе модели постоянного потока (рис. 3).

Результаты исследования содержания ¹³⁷Cs в отложениях фронтальной части дельты указывают на неравномерное поступление наносов по ее площади (рис. 4). В поверхностном горизонте (0–10 см) обнаружено примерно одинаковые запасы ¹³⁷Cs (0.09–0.21 кБк/м²). В южной и центральной частях дельты аккумуляция наносов идeт постоянно, и можно предположить, что за пост-Чернобыльский период темпы аккумуляции здесь превышают 1 см/год. Поступление наносов в северную часть дельты происходит менее регулярно и с перерывами. Выделяются четкие пики ¹³⁷Cs в точках 4 и 5, которые можно связать с Чернобыльскими выпадениями. В этом случае скорости отложения наносов здесь составляют – 0.5 см/год (точка 4) и 1 см/год (точка 5). Высокие запасы ²¹⁰Pb_ex (свыше 3 кБк/м²) в отдельных горизонтах указывают на перерывы в осадконакоплении. Пробы в дельте отбирались в ее фронтальной части, так как здесь состав отложений, преимущественно, суглинистый. По мере удаления от озера постоянно нарастает доля грубообломочного материала. Таким образом, дельта перехватывает значительный объем наносов.

Вертикальное распределение ¹³⁷Cs и ²¹⁰Pb_ex в донных отложениях оз. Гарабаши однозначно указывает на практически полное отсутствие поступления наносов с площади водосбора за последние как минимум 60–70 лет (рис. 5). Верхняя часть отложений оз. Гарабаши 0–21 см представляет собой серые средние суглинистые однородные плотные отложения, предположительно турбидит. Отсутствие какой-либо слоистости в верхнем 20-см слое донных отложений и его достаточно однородный состав позволяет предположить, что данная толща сформирована за счет смещения переувлажненного и разжиженного грунта. Таким образом, весь временной интервал, когда поверхность водосбора озера была задернована, характеризуется очень низким поверхностным смывом. Момент стекания переувлажнeнного рыхлого грунта, сформировавшего верхнюю 20 см пачку донных отложений, определить достаточно сложно, но более вероятно, что это произошло еще до формирования устойчивого травянистого покрова на водосборе.

Начиная с глубины 21 см и до 64.5 см донные отложения озера имеют слоистый характер, различную дисперсность и окраску. Данная толща формировалась за счет ручейкового и плоскостного смыва на склоновом водосборе озера в период с момента начала активного таяния ледника, конечная морена которого и привела к формированию плотины водоема. Продукты смыва постепенно отстаивались в водоеме, что в связи с их разной крупностью привело к образованию охристых прослоев и ленточных глин с регулярным чередованием. На глубине 64.5–75 см имеется горизонт оторфованного песка, радиоуглеродный возраст которого составляет 1505 ± 20 BP (IGAN_AMS 6847). Таким образом, суммарная аккумуляция за последние 15 столетий составила порядка 70–75 см, или 0.05 см/год. Можно предположить, что темпы аккумуляции постепенно затухали по мере таяния ледника и последовавшего за этим освоения склонов травянистой растительностью. На глубине 75–103 см супеси перемешаны с щебнем и линзами крупного песка, ниже которых расположен крупный валунно-щебнистый горизонт. Вероятно, что этот материал был доставлен при фронтальном движении склонового ледника. Он был промыт в период начала активного таяния ледника, при котором часть воды вытекала из формирующегося водоeма при его переполнении.

Суммарные запасы ¹³⁷Cs в донных отложениях озера составляют 1.37 кБк/м², что соответствует его среднему содержанию в глобальных выпадениях на территориях, не подвергшихся влиянию Чернобыльской АЭС (Израэль, 2009). Это также является косвенным подтверждением того, что за последние 60–70 лет поступление наносов с водосбора было ничтожно малым.

Донные отложения озер Большое Хмелевское и Хорлакель представлены темно-серым сапропелем со значительной долей слаборазложившихся растительных остатков. Более чем метровый слой донных отложений оз. Хорлакель представляет собой сапропель, насыщенный влагой (95%) с небольшим количеством минерального вещества и очень низкой плотностью. Результаты радиоуглеродного датирования и вертикальные распределения ¹³⁷Cs и ²¹⁰Pb_ex по глубине свидетельствуют о том, что из-за очень низкой плотности верхний слой донных отложений был утерян при отборе (рис. 6). Учитывая очень низкую плотность отложений всей толщи, составившей порядка 0.12 г/см³ (см. рис. 6), можно утверждать, что как минимум за последние 1800 лет с водосбора в озеро поступало ничтожно малое количество наносов. При этом относительная равномерность накопления сапропеля в озере за этот временной интервал, судя по датировкам (табл. 3), позволяет предположить, что даже температурный режим озера сохранялся неизменным, что косвенно свидетельствует об относительно неизменных условиях формирования стока на водосборе. Керн представляет собой слабо уплотненные органические остатки разной степени разложенности, поэтому мы видим результат активной вертикальной миграции радионуклидов, а осадконакопление обусловлено в основном накоплением органического вещества озeрного происхождения.

В случае с оз. Большое Хмелевское, проанализированная верхняя пачка донных наносов также представлена слабо уплотненным сапропелем. Но в данном случае при отборе керна не было потерь донных отложений. Максимумы ¹³⁷Cs и ²¹⁰Pb_ex расположены в поверхностном слое, что указывает на крайне низкие темпы накопления органического вещества в последние 30 лет. Пик ¹³⁷Cs на глубине 3.5–4.5 см можно интерпретировать как максимум глобальных выпадений. Это предположение косвенно подтверждается характером эпюры вертикального распределения ²¹⁰Pb_ex (рис. 7). В любом случае скорости накопления органического вещества на оз. Большое Хмелевское даже ниже, чем на оз. Хорлакель, что вероятно обусловлено меньшей освещенностью данного водоема, который располагается в узкой котловине, а поступление минерального вещества с площади его водосбора ничтожно мало. Результаты расчета скорости роста осадка на основе вертикального распределения ²¹⁰Pb_ex с помощью модели постоянного потока определили ее на уровне 0.05–0.07 см/год за последние 120 лет.

Для оз. Сухой Лиман эпюры вертикального распределения ¹³⁷Cs и ²¹⁰Pb_ex показывают, что наносы поступали в озеро относительно равномерно в последнее столетие (рис. 8). По своему механическому составу донные отложения представлены суглинком, с увеличением от легкого к тяжелому сверху вниз по толще, однородного коричневого цвета, встречаются песчаные включения, а также корни растений. С учетом очень низких запасов ¹³⁷Cs мы предполагаем, что весь обнаруженный цезий – результат глобальных выпадений. Таким образом, при учете достоверной фиксации ²¹⁰Pb_ex до глубины 20 см можно предположить, что для данного керна мы можем оценить скорость осадконакопления за период 120–150 лет в 0.1–0.16 см/год.

ОБСУЖДЕНИЕ

Выявленные скорости аккумуляции наносов и органического вещества отражают особенности развития процессов денудации на склонах водосборов и тепловой режим водоемов в части развития в нем водной растительности. Для бассейна оз. Донгуз-Орун влияние повышенного стока воды и наносов за счет наличия двух постоянных водотоков и больших размеров водосбора по сравнению с другими озерами (см. табл. 1) сглаживается присутствием обширной дельты, в которой происходит рассредоточение стока и переотложение всех донных и значительной части взвешенных наносов, выносимых с водосборов двух ручьев. Скорости аккумуляции в оз. Донгуз-Орун выросли практически в полтора раза за период с 1986 г., но вероятнее всего основной прирост произошел со второй половины 1990-х, так как именно в этот период резко ускорилось таяние ледников Эльбруса после периода относительного замедления таяния, который продолжался с начала 1970-х (Михаленко, 2020). Этот тренд характерен и для приледниковых озер в других частях европейского континента (Xu et al., 2015). Однако установленные темпы аккумуляции в оз. Донгуз-Орун практически на порядок ниже, чем на большинстве озер такого типа. Это связано с тем, что основной объeм наносов, формирующихся на водосборе озера, переоткладывается в пределах дельты. Площадь дельты в 2.5 раза превышает площадь зеркала озера, и при этом скорости аккумуляции даже во фронтальной части дельты как минимум в 2–3 раза выше, чем в самом озере (рис. 3–4). Из-за преобладания грубообломочного материала на большей части дельты невозможно достоверно продатировать отложения. Но, как минимум, исходя из особенностей формирования дельт, они не ниже, чем в ее фронтальной части. С учетом аккумуляции наносов в дельте современные темпы денудации в пределах водосбора оз. Донгуз-Орун можно оценить в 1.2–1.5 мм/год, что сопоставимо с темпами современной денудации высокогорной зоны Альп (Hinderer et al., 2013; Otto et al., 2009; Schlunegger and Hinderer, 2003). Оценки современных темпов денудации на водосборе оз. Донгуз-Орун также сопоставимы с темпами денудации водосбора р. Джанкуат, полученными на основе измерений расходов воды и наносов (Golosov and Tsyplenkov, 2021). Данный приледниковый водосбор располагается в Центральном Кавказе на удалении в несколько десятков километров от оз. Донгуз-Орун.

Скорости аккумуляции на водосборе оз. Гарабаши отражают этапы изменения денудации типичного высокогорного склона с момента начала таяния ледника, фронтальная морена которого послужила плотиной образовавшегося в период отступания ледника водоема. Учитывая небольшие размеры склонового водосбора водоема (см. табл. 1, рис. 1а) в период между его образованием и началом формированием дернового покрова на водосборе после того, как ледник полностью растаял, коэффициент доставки наносов в водоем был порядка 0.8–0.9, что характерно для небольших водосборов водоемов прогляциальной зоны (Carrivick and Tweed, 2013; Xu et al., 2015). Учитывая, что в целом площадь ледников Центрального Кавказа за период с конца XIX в. к настоящему времени сократилась практически наполовину (Котляков и др., 2015), а также ничтожно малое поступление наносов в оз. Гарабаши в последние как минимум 70 лет, максимально период с отсутствием проективного покрытия травянистой растительностью на водосборе можно оценить в 1350 лет. Следует также учитывать, что на освоение травянистой растительностью освободившихся от ледника частей водосбора в зависимости от температурного режима уходит от 50 до 200 лет (Klaar et al., 2015). В итоге минимальные темпы денудации на водосборе оз. Гарабаши за период от начала активного таяния ледника и до формирования травянистого покрова составляют 0.01 мм/год. Однако очевидно, что часть наносов, поступавших со склонов в водоем вместе со стоком при экстремальных событиях, в связи с переполнением водоема могли транспортироваться в р. Гарабаши. Но в любом случае скорости осадконакопления в период до образования травянистого покрова на водосборе оз. Гарабаши сопоставимы со скоростями аккумуляции в приледниковых озерах (Hasholt et al., 2000). После формирования устойчивого травянистого покрова на водосборе темпы денудации сократились как минимум на порядок.

Скорости аккумуляции наносов в озерах Хорлакель и Хмелевское очень невысокие и сопоставимы со скоростями аккумуляции в озерах аналогичных размеров и типа в Британской Колумбии (Owens and Slaymaker, 1992) и Европе (Rose et al., 2011). Однако, в отличие от большинства небольших горных озер Европы, где наблюдается отчетливый тренд прироста темпов аккумуляции донных отложений в последние столетия, исследованные горные озера Кавказа характеризуются стабильно низкими в течении последних 2–3 тысячелетий скоростями осадконакопления в основном за счет органического вещества. Небольшой рост темпов осадконакопления в оз. Б. Хмелевское с середины 1960-х годов с 0.002 мм/год в предшествующие 50 лет до 0.004 мм/год в период общего потепления климата можно связать с некоторым увеличением накопления органического вещества, а также за счет вовлечения этой территории в рекреационное использование. Несомненно, низким темпам денудации (<0.0001 мм/год) помимо высокого проективного покрытия склонов травянистой растительностью, способствуют небольшие размеры водосборов (см. табл. 1) и отсутствие линейных эрозионных форм в их пределах, где бы мог концентрироваться сток. Ранее было показано, что скорости аккумуляции в малых горных озерах растут по мере роста площади водосбора (Owens and Slaymaker, 1992).

Скорости осадконакопления в оз. Сухой Лиман, расположенном в низкогорной части Западного Кавказа, умеренные (0.1–0.16 см/год) по сравнению с озерами среднегорной зоны. Это обусловлено двумя факторами, а именно: а) высокой неравномерностью выпадения осадков при их довольно небольшим по сравнению с водосборами других озер слое (см. табл. 1); б) наличием антропогенной нагрузки на водосбор. С 1955 по 1978 г. в непосредственной близости от оз. Сухой Лиман был размещен лесопункт, в радиусе 2 км активно велась рубка леса. Оба этих фактора способствуют нарушению проективного покрытия склонов водосбора травянистой растительностью. Кроме того, для данного региона, находящегося на небольшом удалении от Чeрного моря, характерно выпадение экстремальных осадков. Это приводит к периодическому формированию интенсивного поверхностного стока и смыва. Однако, учитывая размеры водосбора, средний слой денудации за 70-летний период оценивается всего в 0.0003 мм/год, что существенно ниже, чем наблюдается в горных прибрежных территориях с аналогичным сухим средиземноморским климатом (García-Ruiz et al., 2013). Основная причина подобных различий кроется в меньшей антропогенной нарушенности водосбора оз. Сухой Лиман по сравнению водосборами озер сухих субтропиков Средиземноморья, и, вероятно, связана с переотложением значительной части наносов, вовлеченных в смыв на локально нарушенных участках по пути их транспортировки в водоем. Также, большое значение имеют морфологические особенности водосбора, связанные с положением озера в рельефе. В котловину Сухого Лимана открывается целая серия сухих долин с крутыми бортами.

ВЫВОДЫ

Динамика осадконакопления и некоторые ее особенности в позднем голоцене определены для 5 озер Западного и Центрального Кавказа. Закономерно наибольшие скорости осадконакопления (0.2–0.32 см/год) с отчетливым трендом роста в 1.5 раза в период с 1986–2014 гг. по сравнению с периодом 1963–1986 гг. выявлены для высокогорного оз. Донгуз-Орун, имеющего наибольший по площади водосбор среди исследованных озер и преимущественно ледниковое питание. Водосборы остальных исследованных озер небольшие по размеру. Скорости осадконакопления в них, по сути, отражают современные темпы денудации на склонах их водосборов. Общей закономерностью для водосборов всех озер, несмотря на их расположение в большом диапазоне высот (275–2880 м), является относительно высокое проективное покрытие поверхности склонов травянистой растительностью, предохраняющей почву от размыва, и низкая антропогенная нагрузка. Темпы современной денудации водосборов озер оцениваются в интервале от 0.0001–0.0003 мм/год. Наиболее высокие темпы (0.0004 мм/год) установлены для водосбора низкогорного оз. Сухой Лиман, в пределах которого имеются участки локальных антропогенных нарушений (вырубка леса). Для водосборов озер среднегорной зоны (Хорлакель и Б. Хмелевское) выявлены минимальные темпы денудации, в целом, равномерные за период как минимум в течении последних 1800 лет. Водосбор высокогорного оз. Гарабаши расположен в приледниковой зоне и, судя по датировкам, примерно 1600 лет назад был занят склоновым ледником, фронтальная морена которого и является в настоящее время плотиной сезонно пересыхающего озера. В период таяния небольшого склонового ледника, продолжавшегося порядка 1200–1300 лет, и до момента освоения водосбора травянистой растительностью темпы денудации составляли как минимум 0.01 мм/год, тогда как в настоящее время они соответствуют темпам, рассчитанным для водосборов озер среднегорной зоны. Установленные скорости осадконакопления в озерах и полученные по ним оценки темпов денудации на их водосборах в целом соответствуют опубликованным данным по скоростям осадконакопления в озерах аналогичного типа, расположенных в Альпах и других горных странах. Некоторым исключением является оз. Сухой Лиман, находящееся в прибрежной низкогорной зоне. На водосборе данного озера темпы денудации существенно ниже, чем на водосборах аналогичных озер Средиземноморья, что объясняется гораздо меньшим антропогенным воздействием по сравнению с территориями низкогорий средиземноморского пояса.