Криогенный рельеф платформенных равнин

Полигональные формы – формы, обусловленные парагенезом процессов морозобойного растрескивания, вымораживания и пучения, протекающих на фоне общей морозной денудации. Как правило, приурочены к горизонтальным поверхностям. В периоды промерзания СТС и понижения отрицательных температур в верхней подзоне многолетнемерзлых пород, криогенные толщи подвергаются большим напряжениям, которые вызывают деформации растяжения, разрешающиеся разрывами – возникновением новых и развитием старых морозобойных трещин. Полигонально-жильные структуры подразделяются на первичные, развивающиеся впервые из морозобойных трещин, и вторичные, формирующиеся после таяния льдов в первичных структурах.

Полигональный рельеф, свойственен областям сплошного подземного оледенения. Наряду с трещинами, заполненными льдами и льдистыми породами, встречаются земляные жилы и дайки – реликты ледяных жил, в которых лед замещен осадками, выпавшими их талых вод и обрушившимися со стенок трещин.

Морозобойные полигоны образуют системы трещинных морозобойных полигонов. Они представляют блоки в приповерхносной толще, разделенные трещинами с повторно-жильными льдам. Правильность очертаний полигонов зависит от однородности пород, а также от наличия ориентирующей вертикальной поверхности. В однородных песчано-глинистых отложениях речных долин часто формируются правильные тетрагоны, очертания которых подчиняются ориентирующим поверхностям. В однородных породах без ориентирующих поверхностей преобладают гексагональные формы.

Размеры морозобойных полигонов варьируют от 80-40 м до 1,5-0,2 м, чаще встречаются полигоны с поперечником от 6-8 до 20-30 м.

Расширение морозобойных трещин может вызвать уплотнение и выжимание грунта с образованием валиков над ледяными клиньями высотой до десятков см. В результате между морозобойными трещинами возникают компенсационные понижения. Так, по-видимому, возникает рельеф выликовых вогнутых полигонов. Эти формы мезо- и микрорельефа развиваются в пластичных отложениях и не характерны для грубозернистых разностей. В процессе денудации валики могут разрушаться.

Мелкополигональные формы (пятна-медальоны, каменные кольца, многоугольники). В их образовании ведущее значение имеет парагенез процессов морозной сортировки, пучения и полигонального растрескивания. При проникновении жил льда в слой многолетнемерзлых пород, СТС распадается на ряд закрытых систем. Расширении ледяных жил и ореола мерзлых пород создают в них напряжения, способствующие выдавливанию и вытеканию пластичного материала, слагающего талую часть СТС.

В зависимости от механического состава и однородности пород варьируют детали строения мелкополигональных форм. Пятна-медальоны в супесчано-суглинистых разностях. В щебенисто- суглинистых толщах, благодаря морозной сортировке формируются пятна-медальоны с бордюром из щебня, каменные кольца и каменные венки. Мелкие полигональные формы возникают и при небольших размерах ледяных жил, когда закрытые системы не образуются. Полигоны морозного растрескивания могут развиваться и вне областей подземного оледенения.

Бугристый рельеф связан с процессами пучения. По условиям формирования выделяют миграционные бугры, булгуняхи, гидролакколиты и полигенные формы.

Миграционные бугры встречаются в районах вблизи южной границы подземного оледенения. Они связаны с возникновением локальных участков мерзлых пород в пределах СТС. Часто формируются на низменных равнинах, на дне долин на участках развития торфяников и мхов. Общее похолодание может вызвать здесь локальное образование многолетнемерзлых пород. Формирование льда и пучение замерзающих пород в нижней части СТС приводит к образованию бугров, называемых бугры-торфяники, земляные бугры, бугры-«могильники» и т.п. Высота миграционных бугров 2-3, реже 4-8 м; ширина в основании – несколько десятков, реже первые сотни м.

Бугры-булгунняхи, или пинго, образуются в условиях закрытых систем. Такие системы представляют подозерные талики, окруженные многолетнемерзлыми породами. Сокращение талика происходит при его промерзании, обычно связанным с усыханием водоема. Сокращение объема вызывает криогенный напор грунтовых вод

, под воздействием которого в ослабленном участке породы начинают изгибаться, образуя бугор пучения – булгуннях. Породы испытывают растрескивание по системе радиальных и концентрических трещин, по которым может обнажаться ледяное ядро. Размеры булгунняхов могут достигать высоты 30-60 м и ширины по основанию 100-200 м.

Гидролакколиты – инъекционные бугры пучения; связаны с внедрением напорных подземных вод в мерзлые породы и их разгрузкой в пределах СТС и на поверхности. Напорные воды выходят на поверхность на участках разрывов растяжения. При этом в результате давления на кровлю из наледного льда в пределах наледи возникает изогнутый участок – наледный бугор с системой радиальных трещин, через которые прорываются напорные воды.

Если напорные подмерзлотные воды внедряются по контакту многолетнемерзлых пород и СТС, то они могут образовывать подземные наледи типа гидролакколитов.

Промерзание и сужение водопроводящих каналов в подрусловых и подозерных (гидрогенных) таликах вызывает рост гидростатического давления воды на сопредельные промерзшие толщи и их деформацию. Многократный прорыв пород кровли подземными водами, их растекание и замерзание приводят к формированию плоско-выпуклых наледей.

Термокарстовые формы рельефа. Термокарст - явление вытаивания льда из льдистых пород, толщ и линз чистого подземного льда. Необходимое условие для процесса - наличие подземных льдов в пределах СТС. Термокарст часто сопровождается суффозией. Термокарст широко распространен у южной границы геокриозоны, где протаиванию подвергаются все виды подземного льда. В результате таяния подземных льдов образуются термокарстовые озера, аласы и байджерахи.

Термокарстовые озера различны по площади, глубина - от первых м до 20 м. Образуются при высокой льдистости толщ, прогрессирующей мощности СТС, отсутствии дренажа на плоских низких водоразделах и обширных низменных равнинах.

Аласы – замкнутые овальные или округлые понижения, часто являющиеся реликтами озерного рельефа - образуются после усыхания озер или их дренирования развивающейся гидросетью. Аласовые котловины могут формироваться при вытаивании жильных льдов, льдистых толщ и линз чистого льда. В пределах алас часто вырастают бугры пучения типа булгунняхов. Сочетание большого количества бугров пучения и алас создает криогенный западинно-бугристый рельеф. На склонах возвышенностей, обрамляющих аласы, иногда возвышаются байджерахи – останцы, сохранившиеся после вытаивания жильных льдов. При протаивании подземных льдов на равнинах со слабым дренажем или без него образуются мелкие озера (0,5-5 м) угловатых очертаний, которые после усыхания превращаются в неглубокие аласовые западины со следами полигональных форм на дне.