Вполне понятно, что дно рек, прикрытое наносами, перестает углубляться в нижнем течении раньше, чем в верховьях реки, где будет продолжаться его углубление до достижения им пологого наклона, при котором уменьшающаяся скорость течения потеряет способность переносить, передвигать крупные, затем средние обломки. Прикрыв дно русла, они предохранят его от дальнейшего углубления. Мелкие же наносы, сортируясь по весу, будут сноситься и оседать ниже, накопляясь в русле и в выносах реки в водоем.
К этому времени и завершается выработка рекой равновесного продольного профиля. Некоторые ученые считают, что достигается это, когда продольный профиль реки приближается к математической кривой — ветви параболы. Все изложенные процессы для достижения равновесного продольного профиля русла мы и объединили под названием фазы вертикальной эрозии.
Как правило, реки, речки имеют не одно русло от верховьев до низовьев. Образование их притоков происходит с теми же закономерностями, при постепенном образовании боковых склонов в будущих долинах. Только для притоков низовьями будут служить приустьевые участки на уровне реки. Следовательно, понятие равновесный продольный профиль реки определяет такой профиль дна ее русла, на каждом участке которого прекращается углубление вследствие покрытия его дна образованными речными наносами. Короче говоря, на каждом участке которого скорость течения реки становится уравновешенной с началом закрепления на нем речных наносов.
Вот почему прекращение углубления русла начинается с низовьев реки, где после ее образования скорость течения уменьшается и осадки закрепляются на дне раньше. Некоторое исключение представляют реки, падающие в море с большой высоты крепких коренных пород.
В случае же повторных поднятий отдельных участков русла, вследствие возобновления тектонических подвижек земной коры, прерывающих плавность процесса (как это произошло в исследуемых нами районах) углубление русла возобновилось с нижней границы приподнятого блока коры земли и продолжается вверх по течению.
Фаза вертикальной эрозии реки занимает длительный период — до нескольких миллионов лет. За этот период приподнятая территория, превратившаяся из морского дна в сушу, преобразуется (особенно в верховьях рек и их водоразделах) в расчлененный горный рельеф, а в низменных участках — в равнинный.
Конечно, это упрощенная схема, лишь грубое приближение к действительности. Процесс углубления русла мог бы проходить планомерно только в случае однородности горных пород на его пути. В действительности и те и другие имеют разнообразные отклонения. На пути образования рек, их долин могут встречаться на некоторых участках, например, жилы, дайки и массивы горных пород, имеющие большую твердость — сопротивляемость размыву по сравнению с горными породами меньшей прочности. В этом случае выработка равновесного продольного профиля на некоторых участках будет задерживаться и носить ступенчатый характер. Могут встречаться и другие отклонения, но возобновленные процессы, вероятнее всего, будут подчиняться тем же закономерностям…
Как же происходит формирование долины в следующую фазу горизонтальной эрозии? Почему река, выработав равновесный продольный профиль, не остается в пределах этого русла в дальнейшем? Это зависит от состояния его берегов. Подмытые в некоторых ослабленных участках, они продолжают кое-где разрушаться и обрушиваться в русло. Обвалившаяся или сползшая глыба, особенно если она направлена под углом к противоположному берегу, отклоняет стрежень (линия наибольшей скорости течения реки, обычно совпадающая с глубокой ее частью) в сторону противоположного берега, и он начнет размываться, приобретет очертания дугообразного изгиба. Одновременно у противоположного берега из-за потери скорости течения (из-за отдаления от него стрежня реки) начнут выпадать речные наносы, образуя галечные и песчаные косы, что и является началом расширения долины с образованием поймы — началом фазы горизонтальной эрозии[9].
С увеличением кривизны стрежня растет соответственно ей величина центробежной силы, способствуя его сближению с берегом, увеличению скорости течения, углублению русла близ него, и тем самым ускоряется подмывание и разрушение берега. Ширина изгиба и кривизна берега продолжают расти до тех пор, пока на нижнем конце изгиба отклонение стрежня не получит направление на противоположный берег (от которого началось его первое отклонение). На нем начнется подобный процесс размывания и искривления русла, а ниже полученного ранее искривления (на противоположной стороне этого участка реки) происходит намывание галечных и песчаных кос, образуются зачатки поймы. Такой процесс образования долины будет продвигаться ниже по течению реки. Кроме того, обвалы глыб или больших каменных осыпей на других участках русла обуславливают аналогичные процессы, в результате чего русло приобретет очертание крутых змеевидных изгибов, а долина — общее расширение.
В эти фазы горизонтальной эрозии продолжительностью в тысячи и миллионы лет многие излучины рек, называемые меандрами (особенно в равнинных условиях низовьев рек), достигнут большой крутизны и протяженности. Их петли-меандры, похожие на змеевидные зигзаги, настолько сблизятся перемычками, что паводковые воды могут их размыть, и одна из меандр отмежуется, а основное русло продолжится следующей нижней меандрой. Отмежевавшийся проток — старица, заросшая и замытая песком в паводки, — потеряет течение и, продолжая зарастать, постепенно превратится в озеро.
Конечно, это только упрощенная теоретическая схема. В природе все значительно усложнено. Земная кора не остается неподвижной. Периодически происходят ее движения: разломы, по ним вертикальные и горизонтальные сдвиги, относительные опускания и поднятия отдельных блоков коры, ее прогибы, смятия в складки, гравитационные выравнивания, нивелирование поверхности в результате выветривания и размывания суши и т. п. Это нарушает целостность и непрерывность процессов образования русла рек и формирования их долин до окончательного результата. Накладываются новые фазы вертикальной и горизонтальной эрозии, создавая их ступенчатый характер. За сотни тысяч, миллионы и десятки миллионов лет перерывы и возобновления их могли повторяться многократно.
— Подобные перерывы и возобновления формирования рек мы и наблюдаем на территории наших исследований,— обращаюсь я к своим слушателям.— Разобраться, выяснить геологическую историю в их пределах не только интересно в теоретическом отношении, но и очень важно для практических целей. Однако нужны более обширные, детальные и разносторонние исследования, что, конечно, быстро осуществить невозможно. Но я считаю, что нам очень повезло: в исследуемых районах довольно наглядно представлены участки с происходящими фазами вертикальной и горизонтальной эрозий рек и формирования долин. Мне удалось сфотографировать участок долин рек Среднекана и Безымянной, где происходит в настоящую эпоху врезание русла рек и где заканчивается формирование долины предыдущего цикла. Получились замечательные иллюстрации этих процессов[10].
…Я рассказывал историю первого этапа образования речных долин возможно подробнее и проще, чтобы она воспринималась не только Галченко, но и сидящим поблизости Дураковым, которого, как уже упоминал, готовил к работе прораба поискового отряда. В то время нам их очень не хватало. Кроме того, это служило для меня проверкой: насколько убедительны объединенные в целое теоретические основы, добытые мной из разных литературных источников и личных наблюдений в 1929 году, и насколько доходчиво я сумел их изложить. К тому же хотелось моим слушателям разъяснить, насколько это интересно и важно для нас — геологов, поисковиков, разведчиков, так как дает новые возможности разобраться в сложностях геоморфологии, геологической истории и помогает новыми обоснованиями прогнозам и открытиям. Некоторый опыт такого суммарного изучения я получил в студенческие годы, за время работы в Геолкоме у профессора Анатолия Николаевича Рябинина, читавшего нам лекции в Горном институте по палеонтологии позвоночных животных и поручившего мне изучение и описание собранной коллекции по окаменелым остаткам вымерших морских рептилий.
