Живая геология

Куршская коса (пересыпь) является самой крупной береговой аккумулятивной формой на побережье Балтийского моря. Она начинается у Зеленоградска, вытянута в северо-восточном направлении и заканчивается напротив Клайпеды, отделенная от нее узким проливом шириной 400–650 м. Протяженность Куршской косы составляет 98 км, в пределах Калининградской области — 49 км, в том числе в границах национального парка «Куршская коса» — 47 км. В плане коса имеет вид пологой дуги. Восточное побережье косы, обращенное к одноименному заливу (лагуне), имеет довольно извилистые очертания. Морской берег Куршской косы представлен пляжем и авандюной, а в локальных местах прикорневой части косы — низкой, до 5 м, равнинной террасой (пальве).

Непосредственно за пляжем располагается зона современной эоловой аккумуляции, состоящая из нескольких генераций эоловых форм рельефа. Это так называемые эоловые подушки и авандюны. На Куршской косе авандюны представлены двумя видами: узкой полосой островерхих песчаных холмов с одинаковыми по крутизне склонами, обращенными к суше и к морю, и плоскими песчаными террасами, прислоненными к мористому склону более древнего дюнного вала. Авандюны достаточно хорошо выражены в рельефе побережья не только морфологически, но и по видовому составу растительности. Это только злаковое разнотравье, в то время как древесные и кустарниковые растения характерны для более древних эоловых поверхностей.

Центральная часть косы занята слабо всхолмленной, как правило, залесенной, песчаной равниной местами с четко выраженными невысокими грядами (до 3 м высотой), вытянутыми вдоль простирания косы, и с отдельными параболическими дюнами. Пор генезису это эолово-морская аккумулятивная равнина. По-видимому, процесс ее формирования связан с образованием регрессивной морской террасы, состоящей из серии береговых валов, которые по мере их выхода из сферы влияния моря надстраивались низкими авандюнами. Таким образом, верхние горизонты отложений, слагающих пальве, имеют эоловый генезис, а нижние представлены морскими осадками береговых валов. Эоловый характер песков, слагающих поверхность пальве, подтвержден результатами гранулометрического анализа. Выявлено, что неэоловый генезис имеют только отложения морского и призаливного пляжа, а все остальные формы рельефа, за исключением моренных выступов, сложены эоловым материалом до глубины 1,5-2 м. Характерной особенностью равнин пальве являются осложняющие их плоскодонные вытянутые неглубокие низины, наиболее выраженные непосредственно за дюнным валом. Благодаря близости грунтовых вод эти понижения в настоящее время частично обводнены и заняты влажными темными лесами, состоящими в основном из черной ольхи.

Куршская коса представляет собой песчаную пересыпь, которая основное питание получает за счет размыва волнами клифовых берегов Самбийского полуострова. Для всего морского берега Куршской косы Калининградской области характерно изменяющееся вдоль берега чередование локальных морфодинамических участков.

Клифы Самбийского полуострова. Источник.

Участок дефицита песчаных наносов. Фото Анохина А.Ю.

Второй участок от 12 км Куршской косы до пос. Рыбачий протяженностью 21 км занимает 43% всего морского берега Куршской косы. Участок транзита наносов с признаками временного дефицита.

Участок транзита наносов с признаками временного дефицита

Третий участок — от пос. Рыбачий до российско-литовской границы – протяженностью 16 км занимает 33% всего морского берега российской части Куршской косы. Участок транзита и частичной аккумуляции песчаных наносов.

Участок транзита и частичной аккумуляции песчаных наносов

В целом это выглядит так:

Продольный профиль Куршской косы (по Харину Г.С.)

Геологическое строение Куршской косы определяется ее положением в пределах Балтийской синеклизы – западной окраины древней Восточно-Европейской платформы. Эта структура (прогиб-впадина) за длительное время своего существования накопила мощную (2,0-2,5 тыс. м) осадочную толщу различного возраста и состава.  В верхней трехсотметровой части этой толщи принимают участие меловые и четвертичные породы. В ее основании залегают коренные породы мела: глины, пески, песчаники, опоки с глауконитом, трепел. Их мощность составляет около 100 м. На меловых осадках лежит четвертичная толща, образующая структурный цоколь Куршской косы. Она представлена ледниковыми (моренные валунные суглинки) и водноледниковыми (пески с гравием и галькой) отложениями, общая мощность которых составляет 80-100 м. Четвертичный комплекс включает три водоносных горизонта. Самый верхний представлен грунтовыми водами, заключенными в эоловых и верхней части морских отложений. Глубина залегания их коррелирует с рельефом местности и составляет под дюнами десятки метров, под авандюной – до 10-15 м, на пальве – 0-3 м. Почвы косы очень молодые в связи с относительной молодостью территории и с постоянно происходящими процессами перевевания. Около 15% площади косы характеризуются избыточно увлажненными почвами с резкими изменениями степени увлажнения по сезонам и от года к году.

Верхняя, самая молодая послеледниковая часть осадочного чехла, состоит из чередования пестрых по составу и различных по происхождению пород: озерных (пески, глина, сапропель), аллювиальных (пески, супеси, илы), лагунных (мергели, сапропели, алевриты, илы), болотных (торф), морских (пески) и эоловых (пески). Эоловые и морские пески залегают непосредственно на дневной поверхности и являются «строительным материалом» современного рельефа Куршской косы.

Осадочный чехол под Куршской косой имеет мощность от 2000 до 2500 м. В наиболее углубленной части Балтийской синеклизы мощность чехла вдвое больше. Фундамент под Куршской косой и ближайшей акваторией моря состоит из архейских, складчатых образований типа силлиманит-кордиерит-биотитовых гнейсов, гранито-гнейсов и др. метаморфических пород с возрастом 1,1-1,6 млрд. лет. Поверхность фундамента неровная. Она разбита тектоническими разломами на отдельные блоки, которые в результате дифференцированных движений образовали выступы и понижения.

Литологическая карта косы (по Сергееву А.Ю.)

На Куршской косе сохранились геологические, исторические и археологические данные о существовании нескольких палеопроливов. На территории российской части косы доказанным можно считать существование трех крупных палеопроливов: Зеленоградский, Брокист, Пра-Неманский. Зеленоградский палеопролив зафиксирован залежами торфа толщиной до 32 м и шириной до 6 км, развитыми от корня косы до ее четвертого километра. Судя по врезу долины пролива в моренные отложения, глубина его достигала 8-9 м. Пролив существовал до христианского периода. Древние племена, викинги, купцы и мореплаватели использовали его для захода в торговый центр Самбии – Кауп. Палеопролив Брокист, возможно, также существовал в тот же период. Положение его может быть определено по довольно мощной (до 59 м) толщей песчано-гравийных отложений, развитых на размытой морем и перекрытых дюнным песком морене. Эта толща вдоль косы прослежена буровыми скважинами от 35-26 км. Но ширина пролива была значительно меньше. Он, очевидно, мигрировал с юга на север с постепенным врезом в морену до глубины 36-35 м. Пра-Неманский пролив зафиксирован наиболее глубоким врезом в морену, достигающим 62 м. Максимальная ширина вреза по бровке более 26 км. Врез заполнен илисто-песчано-сапропелевыми отложениями с линзами гравия и торфа. По проливу долгое время осуществлялся сток реки Неман. Его русло, фиксируемое песчано-гравийными осадками, перемещалось по широкой заболачивающийся долине, где были развиты небольшие старицы, лиманы и озера. Полное заполнение Пра-Неманского пролива осадками и перекрытие их мощной толщей эоловых и морских песков привело к прорыву косы и появлению новых проливов (Зеленоградский, Брокист, Клайпедский) и более мелких протоков, через которые осуществлялся сток речных вод Немана, Деймы и других рек.

Гидрографическую сеть косы составляют временно действующие ручьи и небольшие озера, самое крупное из которых озеро Чайка у поселка Рыбачий, имеющее площадь 0,22 км2. В довоенное время на озере существовала колония чаек более 800 пар. Второе по величине озеро Куршской косы – Лебедь - расположено в 2 км севернее поселка Морское. Это озеро эолового происхождения, отделенное от Куршского залива небольшой песчаной перемычкой. Возникло во второй половине прошлого века, при смещении котловины эолового происхождения на область разгрузки грунтовых вод. Формирование берегового песчаного бара, выпучивание пластичных лагунных илов и другие факторы стали условиями образования озера.

Коса с внешней стороны омывается Балтийским морем, с внутренней - Куршским заливом. В теплое время года температура воды Балтийского моря мало отличается от температуры воздуха. Ледовый режим характеризуется большой неустойчивостью. В мягкие зимы лед не образуется или появляется у берега на несколько дней. Куршский залив – мелководная лагуна, соединенная с морем узким Клайпедским проливом. Среднегодовая температура воды +5 С, в теплый период около +20 С, в отдельные годы достигает +25 +27 С. Среднемноголетний уровень залива на 12 см выше уровня Балтийского моря. Залив – полупресноводный; соленость зимой 1-3%, летом – менее 0,5 % (соленость Балтийского моря – 7%). Зимой устанавливается ледяной покров толщиной до 65 см.

Происхождение и формирование Куршской косы тесно связано с историей развития Балтийского моря, неотъемлемой составной частью которого она является. После отступления последнего (Валдайского) ледника на месте современных Куршской косы и Куршского залива сформировалась волнистая моренная равнина, пересеченная холмистой грядой. В послеледниковый период котловину Балтики последовательно заполняли холодное Балтийское Ледниковое озеро, соленое Иольдиево море, теплое Анциловое озеро. Их береговые линии располагались в нескольких километрах западнее современной. Отложения этих древних бассейнов находятся ныне на дне Балтийского моря. Очертания древних береговых линий и обрывов (клифов), которые формировались в определенные наиболее стабильные стадии и фазы развития Балтийского моря, названы, в соответствии с этими стадиями, иольдиевой, анциловой, литориновой и др. Последовавшая 6 тысяч лет назад крупная трансгрессия Литоринового моря, заполнившего полностью котловину Балтики – время зарождения Куршской косы. Высокий уровень Литоринового моря обусловил интенсивное разрушение берегов Самбийского полуострова и подводного склона. Положение древних береговых линий, а также находки на дне моря северо-западнее Куршской косы остатков леса, реликтов эоловых дюн и моренных холмов свидетельствуют о том, что сравнительно недавно (6-10 тыс. лет назад) плато Рыбачий и другие участки Юго-Восточной Балтики были сушей. Постоянное наступление на них Балтийского моря за 10 тыс. лет «съело» от 30 до 100 км материкового берега. Наименьшее отступление берегов было на Самбийском полуострове, так как оно частично компенсировалось вздыманием Самбийского блока земной коры, которое за 10 тыс. лет составило около 20 м при скорости 2 см в год. Блоки плато Рыбачий и Куршского залива, напротив, испытывали погружение, которое продолжается и сейчас и составляет около 1 см в год. За 10 тыс. лет, таким образом, эти блоки погрузились на глубину от 5 до 20 м.

Стадии формирования Балтийского моря. Источник.

Примерно 8 - 8,5 тыс. лет назад к северо-востоку от Самбийского полуострова и плато Рыбачий начали формироваться песчаные пересыпи и косы. Начальный период формирования кос, продолжавшийся около 3 тыс. лет, отличался сложными динамическими процессами. Поскольку суша продолжала отступать, мигрировали песчаные бары, отмели, косы и пересыпи. Постоянно меняя свои очертания, они переместились за 3 тыс. лет в юго-восточном направлении на 15 – 20 км. Перемещение огромных масс рыхлого материала волнами и течениями вызвало его накопление у выступов островов моренной гряды (в районе поселков Лесной, Рыбачий, Морское), их постоянное разрастание и, наконец, слияние в единую мощную пересыпь, приобретшую со временем по законам гидродинамики форму вытянутой слабовогнутой дуги.

Палеографические схемы Юго-Восточной Балтики (по Сергееву А.Ю.)

Считается, что 5 тыс. лет назад, после окончательного затопления плато Рыбачий, коса приобрела форму и местоположение, близкие современным. Острова, из которых она на тот момент состояла, постоянно меняли свои очертания и росли; меж островов образовывались песчаные отмели, берега и равнины, которые «перекрывали» морены по мере их погружения ниже уровня моря. На поверхности островов с течением времени сформировалась песчаная равнина, а на ней – кочующие дюны, переносимые ветром. Рост и перемещение эоловых дюн и неравномерная нагрузка на основание косы привели к интересному геологическому феномену – выдавливанию из-под дюн лагунных осадков с древними моллюсками. Тот факт, что около 4,5 тыс. лет назад кочующие дюны приостановили свое движение и дали начало параболическим дюнам, быстро покрывшимся растительностью, разные исследователи объясняют по-разному. Отмирание и накопление растительности привели к образованию лесной почвы – именно в ней археологами обнаружены следы пребывания первого человека. Песчаная пересыпь еще и тогда не была единым образованием: достоверные геологические данные свидетельствуют, что было, по меньшей мере, три пролива, прорезавших косу в разных ее частях. Постепенное заиливание и зарастание древних проливов привело к образованию в местах соединения моря с заливом крупных залежей торфа, превративших песчаную пересыпь в песчано-торфяную косу, отделившую от Балтийского моря пресноводную лагуну. Наиболее крупная залежь торфа, мощностью до 32 м и шириной (вдоль осевой части косы) около 6 км обнаружено в прикорневой части косы, на ее отрезке 2-6 км. Торфяник залегает в долинообразном углублении в ледниковых моренных суглинках. Данная залежь торфа является уникальной в том отношении, что залегает среди эоловых песков, в которых отсутствуют признаки наличия болотных и лагунных образований, с которыми обычно и связаны торфообразовательные процессы. Как известно, в торфяниках создается безкислородная среда, способствующая сохранению органических и биогенных остатков, поэтому в торфяной залежи Зеленоградского палеопролива могут быть обнаружены уникальные археологические находки – затонувшие хорошо сохранившиеся суда (лодки, ладьи), предметы быта, останки людей и животных.

Начавшееся похолодание климата привело к сокращению растительного покрова Куршской косы, усилению ветровой эрозии и увеличению числа кочующих дюн, которые захоронили под собой старые лесные почвы. Естественные процессы разрушения ландшафтов усилились человеком и привели к тому, что песок, слагающий полуостров, вновь пришел в движение. Куршскую косу, таким образом, надо считать памятником, в котором зафиксированы как природные события последних 8 тысяч лет, так и история разрушительной и созидательной деятельности человека.

Уникальность Куршской косы и прилегающей акватории прослеживается также и вглубь времен. Геологическая история этого региона, расшифрованная по данным глубокого бурения, показывает, что здесь на протяжении 520 млн. последних лет неоднократно возникали условия, близкие к современным. На месте Куршской косы в разные геологические периоды существовали песчаные бары и пересыпи – барьеры, разделяющие разнородные морские и лагунные осадки. Фактором, влияющим на устойчивость косы, является состав осадков, слагающих ее тело и подстилающий фундамент. Наибольшую опасность представляют участки, где в местах расположения древних проливов развиты достаточно мощные залежи торфяников. Все эти участки слабоустойчивы, так как постоянно уплотняющиеся залежи торфа приводят к постепенному опусканию поверхности косы, вплоть до отметки ниже уровня моря. О том, что прежде проливов, прорезающих косу, было гораздо больше, море «помнит» и старается в них проникнуть. Одним из самых ранних упоминаний является свидетельство Вихдорффа (1919 г.): «На самом узком участке косы 29 ноября 1497 г. возник кратковременный пролив, и весь Заркау (п. Лесной) должен был подняться и насыпать плотину».

Несколько попыток прорыва косы было зафиксировано и в современное время. Серьезную угрозу для Куршской косы представляют происходящие в последнее время такие изменения природной среды, как глобальное потепление и связанное с ним повышение уровня Мирового океана. Потепление климата в Европе во время малого климатического оптимума (IX-X вв.) привело к повышению уровня моря и образованию в прикорневой части косы пролива Брокист. Его затянуло песком лишь в XII в. Удобное географическое положение пролива явилось, по видимому, главной причиной основания около него крупного языческого торгового поселения Кауп.

Куршская коса является косой–пересыпью и продолжает эволюционировать как элемент абразионно-аккумулятивной пары. Морской берег Куршской косы подвержен воздействию штормовых волнений западного, северо-западного и северного направлений. Активной абразии подвергается 12–километровый прикорневой участок косы. Средняя скорость отступания берегов колеблется здесь от 0,4 до 2,5 м/год. Средний 50-ти километровый участок косы в целом остается стабильным, периодически размывается и отступает, а затем наращивается и выдвигается в море. Основное питание коса получает за счет абразии северного побережья Самбийского полуострова и размыва собственного прикорневого участка. Северный дистальный участок косы продолжает выдвигаться в море. За последние десятилетия вдоль морского берега Куршской косы отмечены большие изменения по сравнению с состоянием этого берега в 60-70-е гг. XX столетия. Так, на отдельных участках берега, где авандюна имела ранее ширину от 30 до 60 м, произошел почти полный ее размыв. Интенсивный размыв был отмечен и в центральной части косы, где берег на протяжении 30 лет был стабилен. Всего вдоль морского берега национального парка выявлено 5 аварийных участков, где в экстремальные шторма следует ожидать прорыва нагонных вод и затопления отдельных участков косы.