ВЕРХНЕЕ, СРЕДНЕЕ И НИЖНЕЕ ТЕЧЕНИЯ РЕК. ПОРОГИ

Нормальной рекой можно назвать следующую: она берет начало в горах и быстро бежит здесь по наклонному ложу, затем вступает в пониженную, обыкновенно холмистую местность и течет здесь медленнее, наконец, спускается в низменность и достигает устья.

Другие реки, и в числе их многие весьма значительные, вовсе не прорезывают на своем пути гор: примером могут служить Волга, Белый Нил, Конго и др. Наконец, иногда реки проходят через озера, что вызывает значительные изменения их деятельности: все твердые части отлагаются на дне озера, и поток выходит из него лишенным своего главного оружия разрушения.

Во всяком случае мы находим целый ряд уклонений от воображаемой схемы нормальной реки. Необходимо помнить, что природа не допускает однообразия и что отдельные явления ее представляют бесконечное множество видоизменений. Но теоре-

тическое дробление реки на три части, проявляющих разную деятельность, в общих чертах остается правильным и может быть положено в основание нашего знакомства с образованием долин. Результатом деятельности реки является уничтожение различий в высоте ее, уровня в уравнении наклона русла и в образовании равномерно падающей долины, которая не представляет резких нарушений на своем пути и подымается от устья к истокам по слабо изогнутой параболической дуге. Но прежде чем такой именно результат будет достигнут, река все глубже размывает ложе в верхних частях, оставляет его неизменным в среднем течении и повышает дно в низовьях путем постепенного накопления наносов. Насколько энергичен последний процесс, обыкновенно оцениваемый слишком низко, показывает присутствие валоподобных насыпей у берегов рек, протекающих среди совершенно плоской равнины. Известный пример этого рода представляет река По; мощные накопления приносимых ею галек высоко поднимаются над окрестностной низменностью, и самый уровень реки лежит на 1 метр выше улиц городка Феррары.

Признаком незаконченного образования долины служит присутствие водопадов: последние указывают на существование в ложе реки неразмытых еще поперечных террас, с которых вода падает приблизительно вертикально. В этих местах поток обладает наибольшей разрушительной силой: воды, несущие камни и песок, при своем падении углубляют дно реки и подмывают основание террасы: следствием этого является обвал передней ее части. Таким образом, водопад не остается на месте, а с течением времени передвигается вверх; при этом высота его уменьшается, и разность уровней реки до встречи террасы и дальше постепенно сглаживается.

Один из наиболее известных и прекрасно исследованных примеров представляет знаменитый Ниагарский водопад: огромные массы воды, изливающиеся из Эри в Онтарио, падают с вертикальной террасы, достигающей почти 50 м в высоту и образованной горизонтальными пластами верхнесилурийских отложений.

Край водопада и верхние части обрыва состоят из твердых известняков, нижние же части сложены из менее прочных сланцев и песчаников: при таких условиях размывание террасы должно происходить легко и правильно. Водопад низвергается в глубокую пропасть, которая ограничивается вертикальными стенами и тянется на протяжении 12 км: она образовалась путем постепенного размывания ложа реки водопадом. Если допустить, что ежегодное отступание последнего достигает приблизительно 33 см и что размывание совершалось прежде с такой же силой, как и теперь, то можно будет приблизительно определить время, которое понадобилось для образования этой глубокой пропасти: оно равняется 36,000 лет, и есж в общем условия не изменятся, то через 70.000 лет водопад отступит до выхода Ниагары из озера и, наконец, совершенно исчезнет. В самое последнее время (1890 г) были предприняты измерения водопада, и результаты их сопоставлены с цифрами, полученными в 1842 г; оказалось следующее: в течение 48 лет с американской стороны водопада исчезло 360 кв. м террасы, а с канадской— 25,610 куб. м[††††††††††††††††††††††††]. Таким образом, ежегодное отступание в первом случае достигает 0,195 м, а во втором—0,663 м. Предполагая, что размывание и прежде происходило с той же силой, мы найдем, что отступание водопада от места впадения Циагары в Онтарио до его настоящего положения совершилось в течение 7000 лет.

Своеобразное явление, наблюдаемое у многих сильных водопадов, представляют так называемые исполиновые котлы (Riesenkessel, marmites de geants). Так называются цилиндрические углубления, находимые в твердых породах известняка, гранита т. п., а также и в рыхлых образованиях вроде глин; эти котловины достигают до 12 м в глубину и ограничиваются гладко отшлифованными стенами со следами спиральных борозд.

Нередко находят исполиновые котлы, образованные несуществующими теперь реками. В огромном числе встречаются они в Швеции и Норвегии, но известны также и в северогерманской низменности, напр. в Рюдерсдорфе у Берлина, где они прорезают поверхность раковистого известняка. Прекрасные образцы испо-

линовых котлов находим мы в так называемом люцернском «Ледниковом саду» (Gletschergarten), где неровная поверхность пород покрыта множеством таких углублений (см. рис. 292). Они засыпаны щебнем, песком, глиной, обломками камней, которые необходимо удалить, чтобы котловины выступили перед исследователем во всей своей неприкосновенности; тут же можно найти и закругленные ядра, которые легко узнаются по их форме. Большая часть таких котлов лежит в области распространения дилювиальных льдов, а потому происхождение их приписывали воде, образовавшейся при таянии глетчеров. К этому вопросу мы еще вернемся в главе о ледниках.

В России можно указать несколько примеров отступания водопадов и образования исполиновых котлов. В Северной Эстляндии большинство речек имеют водопады; все они протекают приблизительно с юга на север; достигая так называемого глинта, т.

Среди всех Эстляндских водопадов самое выдающееся место занимает Нарвский водопад в 12 км от Финского залива на р. Нарове. Он значительно меньше Ниагарского, но представляет такой же прекрасный пример отступания и также образует два рукава, разделенных островом Кренгольмом.

Недалеко от Петербурга находится другой знаменитый водопад Иматра на р. Вуоксе, которая до своего впадения в Ладожское озеро проходит ряд озер. По выходе из оз. Саймы, она начинает падать по уступам на протяжении 304 м с высоты около 15 м. Это и есть известный водопад. Иматра,—представляет узкое ущелье с суровыми стенами, вверху густо заросшими растительностью, которая пышно раскинулась на почве, пропитанной сырыми испарениями. Река, сдавленная в объятиях скал, прыгает и мчится, перекатываясь через камни, вспучиваясь шапками пены и швыряя брызгами вверх на целые сажени. Ложе реки образовано твердыми гнейсовыми породами. Ширина Вуоксы в настоящее время только 20 м. Непосредственно около правого берега поднимается значительная возвышенность; подобный же уступ виден и на другом берегу; это остаток старого ложа Иматры.

Пространство между берегом и обеими террасами покрыто лесом; громадные закругленные скалы высятся то тут, то там; большие валуны разбросаны всюду; сглаженность скал, обыкновенно вытянутых по направлению течения водопада, присутствие массы валунов и, наконец, самое главное —большое количество исполиновых котлов, встречающихся даже в валунах, все это дает указание на прежнее присутствие тут воды и на более высокий уровень Вуоксы в этом месте. Исполиновые котлы разной величины достигают до 7 фут. в глубину и до 3 фут. в поперечнике; они располагаются иногда группами около какой-нибудь скалы, по 7 и 8 вместе, и находятся в разных стадиях образования; иные только зачинаются — на скале видны неглубокие луночки, другие значительно углублены; иногда котлы, расположенные рядом, соединяются небольшими перемычками.

На реке Северном Выге, который берет начало в Олонецкой губернии и впадает в Белое море, мы находим три живописных водопада. Благодаря прекрасному стихотворению Державина огромной известностью пользуется водопад Кивач на р. Суне в Олонецкой губ Наконец пороги на р. Сяси, Волхове и др. представляют размытые остатки некогда существовавших водопадов. К сожалению, наши водопады гораздо более обращали на себя внимание поэтов, подаривших нас не одним прекрасным стихотворением; научных же исследований по вопросу об их отступании или совсем не имеется, или же они страдают неполностью; поэтому мы лишены возможности выразить напряженность этого процесса точными цифрами. — Примеч. пер.

Не только при падении с значительной высоты, но и при обычных условиях течения реки промывают глубокие котловины в их дне. Они образуются при встрече двух потоков, когда вода приходит в вихревое вращательное движение и как бы сверлит дно. Точно так же в тех местах, где скорость течения усиливается вследствие увеличения наклона русла иж вследствие внезапного сужения ложа, на дне образуются глубокие промоины. Последние обратили на себя общее внимание при расчистке фарватера. Так, напр., на дне Дуная найдены котловины в 14 и 18 м, между тем как средняя глубина реки не превышает 21/2—3 м. В Рейне такие промоины достигают 20—30 м в глубину; в области знаменитого Грейнского водоворота на Дунае встречаются углубления в 30 м, а в «Железных воротах» они достигают 50 м.

Незаконченность долин и стремление текучих вод довершить их созидание всего яснее выступают в высочайших областях гор, где ложа рек обладают наиболее значительным уклоном. Если мы вообразим, что воды стекают по равномерно падающим склонам, то в верхних частях потоков размывающая деятельность будет выражаться слабо, так как здесь ручьи бегут в виде отдельных тонких нитей и несут в своих водах незначительное количество песку, галек и гравия, при посредстве которых главным образом и происходит углубление ложа. Только в более низких частях склонов, там, где отдельные ручьи сливаются в один общий поток и где сила их концентрируется на более ограниченном пространстве, размывание и прорытие долин выразится в более энергичной форме. Вследствие этого долина, верхняя половина которой обладает сравнительно со склонами более сильным падением, нижняя—более слабым, с течением времени развивается по направлению вверх, и туда же перемещается граница между более крутой и более пологой ее частями; наконец, она достигает гребня горной цепи и понижает его. При этом в верхней, сильнее наклоненной части долины размыванию преимущественно подвергается дно, а в нижней пологой половине, главным образом, разрушаются стены: здесь долина расширяется, и на дне ее отлагается наиболее крупный материал, приносимый потоком с верхних областей. Таким образом, поперечный разрез верхних частей долины обладает V-образной, а разрез нижних частей—U-образной формой. Эти типичные

формы, продолжая развиваться в том же направлении, еще более удаляются друг от друга. Нижние части долин все более расширяются и понижаются, а верхние их области, где мощный поток сглаживает все неровности уровня, углубляются, суживаются и превращаются в ущелье, подобное трещине, с почти вертикальными стенами. Теснины Альп и других гор могут служить примерами таких образований, чаще всего встречающихся в известняках, сланцах и песчаниках (см. рис. 293).

Рис. 292. Исполинские котлы в люцернском «Ледниковом Сад»

Таким образом, деятельность реки сводится к углублению и сглаживанию дна, к расширению долины в стороны и вверх и к понижению водораздела. О последней форме деятельности рек мы должны сказать здесь еще несколько слов. Когда развитие ложа достигнет водораздела, последний начинает разрушаться и понижаться. Это разрушение достигает особенной силы в том случае, когда река питается одним или несколькими значительными источниками, которые размывают внутренние части гребня и вызывают оседание прикрывающих их пород: одновременно с тем продукты разрушения сносятся с вершины и склонов к подножию. Таким образом, на месте водораздела образуются настоящие мульды, которые распространяются далее вверх, и реки работают над дальнейшим понижением гребня. Реки обнаруживают стремленье расширять их области во всех направлениях, и так как в горах мы находим множество расположенных друг подле друга трещин размытия, то между ними возникает борьба за

Рис. 293. Ущелье Лихтенштейна вблизи Св. Иогана в Понгау

почву и водораздел. Постепенное распространение разрушительной деятельности рек по направлению вверх, как бы оно медленно ни было, сообщает в конце концов гребню водораздела зигзагообразную форму. Многоводная река, обладающая сильным уклоном и встречающая на пути менее стойкие породы, быстро рас-

пространяет свою разрушительную деятельность, увеличивает свою область и иногда подходит так близко к соседним рекам, что присоединяет к себе их притоки. Прекрасный пример этого рода приводит Гейм: стекавшая с перевала Малоджья и направлявшаяся на юг река Мера мало-помалу подошла к дожне Инна, которая протекала в северовосточном направлении, врезалась в его русло и завладела его верхней частью. Источники в Валь-Брегалья, питавший первоначально последнюю реку, несут теперь свои воды в Меру. Этим объясняется, почему верхняя часть долины Инна обладает такой шириной, какую мы обыкновенно наблюдаем только в более низких частях рек.

Вследствие понижения водораздела могут происходить еще более любопытные явления. Пенк приводит следующий пример: Ахенское озеро, расположенное у самого Инна, не изливает в него своих вод, а образует стоки, направленные через известковые Альпы к Изару. Первоначально существовала речка, которая впадала в Инн; она была оторвана наносами и превратилась в озеро; с понижением же водораздельного гребня ее воды стали изливаться к Изару. Таким образом, вследствие постепенно распространяющегося вверх размывания сливаются системы разных рек, невзирая на разделявшие их первоначально высоты. Многие из рассматриваемых ниже долин имеют такую же историю.

Если на одном из горных склонов более обильно выпадают атмосферные осадки, то здесь развиваются многоводные реки, быстро и глубоко размывающие свои долины и уносящие вниз много продуктов разрушения; таким образом с этой стороны разрушение гор происходит быстрее, чем с противоположной. Последняя особенность имеет иногда чрезвычайно важное значение для оценки разрушительной деятельности рек.

Направление рек, форма и история их долин находятся в зависимости от строения гор: в этом не сомневается ни один географ и ни один геолог. 4to же касается более подробного уяснения этой звисимости, то еще недавно взгляды чрезвычайно расходились, и только в самое последнее время удалось их примирить. В одной из предыдущих глав (см. стр. 353) мы уже познакомижсь с той теорией, которая приписывала появление гор внезапному акту. С точки зрения этой теории несомненно, что вся система рек данной области находится в полной зависимости от строения мгновенно явившихся гор. Гребень горной системы должен образовывать водораздел. Отдельные системы рек направятся в сторону меньшего сопротивления по готовым для них путям; он приурочивается к направлению главных трещин, протекают по впадинам синклиналей и по расчлененным гребням антиклинальных складок. Эта старая теория уже давно рушилась, но строению гор все-таки приписывается огромное значение в образовании долин. Особенный интерес в этом отношении представляет теория Добре, основанная на чрезвычайно любопытных опытах. Он исследовал трещины, образовавшиеся вследствие вращения и давления в зеркальном стекле и других телах, и нашел, что он стоит в известном закономерном отношении к направлению вызвавшей их силы и образуют системы, пересекающиеся под постоянными углами. Далее ему удалось доказать, что некоторые горные породы обнаруживают трещины, которые с большой вероятностью могут быть приписаны подобной же причине. Было бы, конечно, весьма желательно свести к такой простой причине известные

формы выветривания, например, матрацовые отдельности в песчаниках Саксонской Швейцарии и Чехии; тем не менее широкое применение этих опытов к вопросу об образовании долин должны считать ошибочным. Хотя удалось доказать, что реки данной местности сводятся к немногим определенным направлениям, тем не менее нет прямого доказательства в пользу существования трещин, им соответствующих, и мы знаем только, что речные долины в большинстве случаев распределяются так же, как и искусственно вызванные трещины Добре; кроме того, мельчайшие разветвления наиболее сложных речных систем не согласуются с теорией. Но и в тех случаях, когда мы имеем дело с системой, сводящейся к немногим направлениям, нет надобности подыскивать соответствующую ей систему трещин: в стране с однородным и простым строением главные направления рек определяются просто наклоном слоев, и происхождение рек объясняется без всякого посредства особой системы трещин.

Зависимость рек от тектонических особенностей и строения долин должно проявляться различно, смотря по тому, происходит ли размывание в плоской равнине, где нарушение их пластования выражено слабо, иж в области складчатых гор. Тут и там возникают свои характерные типы долин, с особенностями которых мы и познакомимся ниже.