Уральские горы, протягивающиеся более чем на 2 тыс. км между Русской и Западно-Сибирской равнинами, многие считают старыми, разрушенными и размытыми. Так недавно учили и в наших школах. Однако такое понимание не соответствует действительности. Старые, палеозойские и отчасти еще более древние породы слагают их геологические структуры, сам же горный рельеф Урала, как и других гор, - результат новейших тектонических поднятий.
Из-за различной амплитуды поднятий выделились разновысотные отрезки горной системы, играющие роль физико-географических областей:
- Полярно-Уральской,
- Приполярного Урала,
- Северо-Уральской,
- Среднеуральской,
- Южно-Уральской,
- Урало-Мугоджарской.
Наиболее высок Приполярный Урал (г. Народная, 1895 м), затем Южный Урал (г. Ямантау, 1640 м). Средний Урал относительно понижен, а Мугоджары даже в самой приподнятой части (657 м) едва можно признать низкогорьем.
Основной и завершающей складчатостью в горах Урала была герцинская, но Урал испытал сложную историю геологического развития: складкообразовательные движения проявились еще в докембрии и начале палеозоя. На некоторых новых тектонических картах на фоне герцинид показаны байкальские складчатые комплексы, но они выведены на поверхность в ядрах герцинских антиклинориев, поэтому весь Урал следует относить к области гер- цинской складчатости.
Уральские горы из космоса
Уральские горы соответствуют крупному мегантиклинорию, который образован сложной системой антиклинориев и синклинориев, разделенных глубинными разломами. Особенно велико значение гигантских продольных разломов Восточного склона Урала, которые разбивают его на несколько меридиональных полос, прослеживающихся вдоль всей горной системы.
«Многие из них секут земную кору, достигающую мощности 40-50 км, и уходят в верхнюю мантию».
По этим разломам в геологическом прошлом поднимались минерализованные воды, газы, магма, и с ними связан ряд рудных месторождений. В ядрах уральских антиклинориев выходят наиболее древние породы - протерозойские и кембрийские кристаллические сланцы, кварциты, граниты. В синклинориях залегают мощные толщи осадочных и вулканогенных пород палеозоя.
Гора Иремель на Урале
Выделяют до семи меридиональных структурно-тектонических зон, которые различаются по характеру, происхождению и возрасту горных пород. Д. В. Наливкин прослеживал шесть полос.
Обобщая картину структурно-геологической меридиональной полосчатости, можно выделить три главные зоны:
- западную, с широким развитием осадочных пород от нижнего до верхнего палеозоя, Центральный антиклинорий из протерозойских и нижнепалеозойских метаморфических пород (сланцы, кварциты), местами прорванных небольшими интрузиями, и,
- восточную из сильнометаморфизованных осадочных пород нижнего и среднего палеозоя, прорванных интрузиями и перекрытых эффузивами.
В восточной зоне, к востоку от водораздельного хребта Уралтау, в основании палеозойских отложений располагаются ультраосновные породы - перидотиты, дуниты, а также габбро-амфиболиты и вулканические породы основного состава. Недавно высказано предположение о том, что эти породы и связанные с ними основные эффузивы представляют собой остатки океанической коры, образовавшиеся в процессе формирования и растяжения рифта и выдвинутые на земную поверхность по огромному шарьяжу. Д. В. Наливкин [1980] указывает на то, что появляется много данных, свидетельствующих о залегании ультраосновных пород в виде надвигов.
Вид на хребет Уралтау
Выделенные меридиональные полосы, или зоны, различаются и по комплексу полезных ископаемых. На западе преобладают ископаемые осадочного генезиса, в пределах Центрального антиклинория с небольшими интрузиями связаны рудные месторождения, которыми, однако, особенно богата восточная зона.
В результате герцинской складчатости на месте нынешнего Урала выросли складчатые горы, которые в пермский и триасовый периоды подвергались разрушению. В юре здесь образовался пенеплен, а в конце палеогена начались общие сводовые и блоковые поднятия по разломам, продолжавшиеся в неогене и четвертичном периоде, в результате которых была создана современная горная система. Величину поднятия только за четвертичный период определяют приблизительно в 700-800 м на Южном Урале и в 450-700 м на Северном.
Молодые поднятия вызвали расчленение поверхности речными долинами. Из-за наибольшей амплитуды поднятий в осевой зоне перестраивалась речная сеть. Реки, имевшие до поднятия гор преимущественно меридиональное направление, стали стекать с макросклонов на запад и на восток.
Геологическая карта Урала (составлена в 1930)
К востоку от гор, в Зауралье и на Крайнем Севере, в Пай-Хое, где поднятия были слабыми, хорошо сохранился древний выровненный рельеф. Но остатки его прослеживаются и в горной полосе. Здесь хорошо заметны расположенные на разных высотах поверхности выравнивания, что проявляется и в плосковершинности хребтов. По И. П. Герасимову, в горах Урала существует лишь одна поверхность выравнивания, которая сформировалась на протяжении юры - палеогена и затем в результате новейших тектонических движений и эрозионного размыва подверглась деформации.
По поводу этого взгляда Ф. Н. Мильков замечает:
«Трудно согласиться с тем, что на протяжении столь длительного времени, как юра - палеоген, был только один, ничем не нарушенный цикл денудации».
Помимо исходной поверхности юрского пенеплена в горах Урала, несомненно, есть палеогеновые и неогеновые выровненные поверхности. Так, на Южном Урале, в районе Прибельского заповедника, развито волнистое денудационное плато палеогеновой поверхности выравнивания. Полоса плато, примыкающая к долине р. Белой, несколько снижена. Очевидно, она служила днищем широкой древней, по-видимому неогеновой, долины (высота над р. Белой - 150-190 м).
В горах Урала, близ верхней границы леса и выше ее, где энергичны процессы морозного выветривания, широко распространены каменные моря - «курумы». Считают, что они образовались преимущественно в эпохи плейстоценового оледенения, когда вечная мерзлота распространялась до южных районов Урала. Там следы гольцового рельефа встречаются и в нынешней лесной зоне. В результате морозного выветривания и солифлюкции возникают также нагорные террасы.
Гора Ямантау на Урале
Альпийские формы рельефа известны лишь на наиболее приподнятых участках Приполярного и Полярного Урала. Здесь же распространены небольшие современные ледники, имеются кары, цирки, троги, морены, образованные последним плейстоценовым оледенением или, по Л. Д. Долгушину, в фазу похолодания послеледникового времени. Южнее 61° с. ш. их нет. В эпоху максимального (днепровско-самаровского) оледенения полярные районы Урала служили одним из центров материкового оледенения. Край ледникового покрова проходил тогда у южной границы Северного Урала.
Наиболее типичен для гор Урала эрозионно-денудационный рельеф, среднегорный и низкогорный. Эрозия проявляется интенсивнее в более высоких горных районах, сильнее увлажненных.
Хребет Таганай на Урале
Среди палеозойских осадочных толщ Урала большую роль играют известняки, особенно широко распространенные на западном макросклоне. Речные долины здесь характеризуются крутостенными бортами, часто приобретают характер каньонов, встречаются исчезающие под землю реки и ручьи, карстовые источники, поверхностные карстовые формы (воронки, поноры и пр.), пещеры. В одной из крупных пещер Южного Урала, Каповой, найдены рисунки верхнепалеолитического человека, которые сделаны красной охрой, смешанной с животным клеем. Среди рисунков - изображения мамонтов, лошадей и пр.
Из-за большой протяженности по меридиану гор Урала велики климатические различия их северных и южных районов. Климат изменяется также с высотой и при переходе с западного макросклона на восточный. В общем климат континентальный. Зимы отличаются значительной суровостью, морозы достигают 50°, на самом юге - 40°, а средние январские температуры находятся в пределах от 16-20° мороза у подножия гор, до -22° и ниже в горах Приполярного Урала. Зимы холоднее не только на севере, но и на восточном макросклоне, куда чаще заходит холодный сибирский воздух. Зима длится 4,5-5 месяцев, на севере до 9 месяцев. Продолжительны весенние и осенние заморозки.
Летом температуры быстро нарастают к югу. Изгиб к югу июльских изотерм в горной полосе показывает, что летом в горах значительно прохладнее (средние июльские температуры от 18° на юге до 8° и менее на севере), чем на той же широте в соседних предгорно-равнинных областях. Даже в горах Южного Урала на вершинах хребтов лето прохладное, тогда как в степных районах Южного Урала и Зауралья оно жаркое (максимальные температуры — до 40°).
Годовая сумма осадков в горах почти везде более 550-600 мм. Западный макросклон и осевая полоса гор, встречающие влажные западные потоки воздуха, получают больше осадков, чем восточный макросклон (разница местами превышает 200 мм). Наиболее увлажнен западный склон Приполярного (до 1000 мм годовых осадков) и Северного Урала. Максимум осадков всюду летний. Однако в осевой полосе гор и на западном макросклоне зимой выпадает много снега (на Северном и Приполярном Урале толщина снежного покрова более 90 см). Обилие снега увеличивает весенний сток рек западного макросклона, делает половодье более длительным.
Уральские горы не достигают снеговой линии, но вершины Приполярного и Полярного Урала поднимаются близко к ней. Появление здесь ледников связано с накоплением снега, наметаемого ветром в кары и цирки. Число ледников на Урале - 143, а площадь оледенения немногим более 28 кв. км. Ледники - типа каровых и карово-долинных (до 1,5-2,2 км длиной). В верхнем высотном ярусе гор до 64° с. ш. распространена вечная мерзлота (южнее она встречается на гольцах лишь отдельными пятнами).
В отношении распределения ландшафтов горный Урал представляет собой классический пример меридионально вытянутой горной системы. Здесь ярко проявляется зависимость высотной зональности ландшафтов от широтной зональности их на равнинах, среди которых поднимаются горы.
Спектры высотной зональности ландшафтов каждой физико-географической области формируются на фоне ландшафтов соответствующих широтных зон и подзон:
- Полярного Урала на фоне тундры,
- Приполярного - северной тайги,
- Северного - средней тайги,
- Среднего - южной тайги и хвойно-широколиственных лесов на западе и мелколиственных (подтайги) на востоке,
- Южного Урала - лесостепи и степи, Урало-Мугод- жарской области - северной полупустыни.
Из-за этого, а также из-за разного размаха высот в связи с различиями амплитуды неотектонических движений Урал четко делится на ряд горных областей с разными типами спектра высотных зон, более широкими, развернутыми (Приполярный, Южный Урал) или суженными, укороченными (Средний Урал, Урало- Мугоджарская область). Долготные различия в распределении ландшафтов здесь также проявляются, но уже как бы на втором плане: они «обусловливают асимметрию спектров западного и восточного склонов, зависящую от лучших условий увлажнения западного склона».
Если построить продольный ландшафтный профиль Уральских гор, то на нем будет видно, как с севера на юг постепенно поднимаются нижняя граница гольцовой и горно-тундровой зон, верхняя и нижняя граница лесной, а на юге появляются новые зоны (горная широколиственно-лесная и лесостепная, горно-степная). Это, а также развернутость или укорененность профиля в связи с выпадением верхних зон в низкогорьях отражается на спектре высотной зональности ландшафтов каждой физико- географической области. Для примера приведем два наиболее развернутых (широких) спектра - Приполярного и Южного Урала, типичных для северной и южной частей горной системы.
У подножий склонов Приполярного Урала распространена северная разреженная и заболоченная тайга. На склонах гор она сменяется горными редкостойными лесами на щебнистых глеево-подзолистых почвах. Западный макросклон одет преимущественно еловыми лесами с примесью пихты и березы, восточный - лиственничными с примесью кедра и ели. Этот основной пояс горно-лесной высотной зоны поднимается до 400-500 м, где сменяется нешироким поясом редколесий и рощиц из угнетенных лиственниц, чередующихся с высокотравными луговинами. С высоты 500-700 м начинаются гольцы.
В нижней гольцовой зоне распространены горные тундры осоковолишайниковые и разреженные лишайниковые с кустарничками (полярная ива и др.) и травами. Эта зона от лежащей выше (более 800-1000 м) зоны гольцовых пустынь отличается большим развитием биомассы и биохимических процессов.
В зоне гольцовых пустынь, или каменистых горных пустьшь со снежниками, преобладают голые каменистые россыпи - курумы и полигональные грунты. Здесь развиты нагорные террасы. Характерна большая подвижность покровного каменного материала. На более стабильных плитах курумов поселяются накипные лишайники.
На Южном Урале нижнюю высотную зону (приблизительно до 500-600 м) образуют горная лесостепь и горные лиственные леса. На западе распространены широколиственные породы (липа, ильм, клен, местами дуб), на востоке - береза, входящая в состав горной лесостепи. Горно-лесная зона расположена на высотах от 500-600 до 1100-1200 м.
На западе леса смешанные (сосна, береза, липа, ильм, клен), на востоке - сосновые с примесью лиственницы и березовые. Березовые леса часто вторичные. На северо-западе Южного Урала появляется пояс темнохвойных, пихтовоеловых лесов. Верхний пояс горнолесной зоны образован редколесьем из березы иволистной и низкорослых елей, прерываемым горными лугами, россыпями и осыпями.
С 1100-1200 м начинаются гольцовые пустыни с фрагментами горных тундр внизу, не образующих здесь сплошной самостоятельной зоны. Выявляющаяся из характеристики спектров Приполярного и Южного Урала асимметричность ландшафтных профилей учитывается при физико-географическом районировании выделением в составе областей помимо осевой горной полосы провинций западного и восточного макросклонов.
Урал - одна из важнейших и старейших горнопромышленных областей России. Из полезных ископаемых Уральских гор на первом месте стоят месторождения руд - железа, хрома, никеля, меди, цинка, серебра, золота, платины, олова, алюминия.
Есть месторождения:
- каменного и бурого угля,
- магнезита,
- асбеста,
- графита,
- кварцита,
- драгоценных и,
- поделочных камней и др.
Бесконечно число и разнообразие рудников, заводов, фабрик.
«Рост промышленности Урала за годы Советской власти поражает даже при наших масштабах промышленного развития».
Развитие уральской промышленности делает весьма актуальной охрану природы от загрязнения дымовыми выбросами в атмосферу, промышленными стоками в реки и т. д. Заводы цветной металлургии причинили большой вред древесной растительности, ее гибель привела к росту овражной эрозии в горах, заилению заводских прудов. Здесь особенно необходимо провести работы по предотвращению загрязнения воздуха, созданию природных парков, воспроизводству лесных массивов, охране вод.
Важным природным ресурсом служат запасы древесины уральских лесов. Однако лесоразработки должны быть строго регламентированы в связи с водоохранной и проти- воэрозионной ролью лесной растительности в горах. В лесах Уральских гор, особенно их северных районов, водятся пушные звери, на севере распространены оленьи пастбища, луга по долинам рек представляют собой сенокосные угодья.
На Среднем, Южном Урале и в Урало-Мугоджарской области широко используются земельные ресурсы для полеводства и огородничества, особенно в пригородных районах. При этом под посевы зерновых культур и посадки овощей сведены большие массивы лесов. Многие места в горах Урала служат прекрасными уголками для отдыха и туризма. Много их по берегам живописных озер, в долинах рек.
По национальному составу население Урала пестрое. Преобладают русские. На севере живут коми и манси, а в полярных районах - ненцы, на юге - башкиры, на крайнем юге - казахи. На Среднем, Южном Урале и в Зауралье есть татары, марийцы, мордва, чуваши, украинцы.
В индустриальных районах Среднего и Южного Урала плотность населения высокая, к северу она значительно уменьшается. Большая часть Урала расположена в пределах России, лишь его южная оконечность входит в состав Казахстана.