Кіріспе

Өзен дельтасы – өзеннің баяу ағысты немесе тоқыраған суға құятын шөгінділердің жиналуынан пайда болатын үшбұрыш тәрізді жер бедері. Бұл өзен аузында, мұхитқа, теңізге, эстуарийге, көлге, су қоймасына немесе (сирек жағдайда) басқа өзенге құйғанда болады, онда жеткізілген шөгінділерді алып кету мүмкін болмайды. Оның атауы грек әліпбиінің үлкен әрпі – Δ дельтасына ұқсас үшбұрышты пішінімен байланысты. Дельтаның мөлшері мен пішіні шөгінділерді жеткізіп тұратын су алабының процестері мен оларды қайта бөлу, жинақтау және экспорттау процестері арасындағы тепе-теңдікпен анықталады. Дельтаның эволюциясында қабылдаушы алаптың мөлшері, геометриясы және орналасуы да маңызды рөл атқарады. Өзен дельталары адамзат өркениеті үшін маңызды, себебі олар маңызды ауыл шаруашылығы өндіріс орталықтары және халық тығыздығы жоғары аймақтар болып табылады. Олар жағалауды қорғауға және ішу суымен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Сондай-ақ, олар экологиялық тұрғыдан да маңызды, олардың ландшафттағы орналасуына қарай түрлі түрлердің жиынтығын қамтиды. Геологиялық уақыт өлшемдері бойынша олар көміртегінің маңызды жинақтағыштары болып табылады.

Этимология

Өзен дельтасы осылай аталады, себебі Нил дельтасының пішіні грек әліпбисіндегі үлкен әріппен жазылатын үшбұрышты "дельта" әрпіне ұқсайды. Нил дельтасының үшбұрышты пішіні классикалық афиналық драманы тамашалаған көрермендерге мәлім болған; Эсхилдің "Шынжырланған Прометей" трагедиясында ол "дельта" деп емес, "үшбұрышты нилоттық жер" деп сипатталады. Геродоттың "Тарихтар" еңбегінде Мысырды сипаттағанда "Дельта" аталымы он төрт рет кездеседі, оның ішінде дельта арқылы шөгіндінің теңізге құйылуы және үшбұрыштың теңізге қарай дөңгелектелген жағы туралы айтылады.

Құрылу

Өзен дельталары – тұнбаларды тасымалдайтын өзеннің көл, мұхит немесе суқоймасы сияқты су кеңістігіне жеткенде қалыптасады. Ағын тұрақ суға енгенде, ол енді өз арнасымен шектелмейді және ені кеңейеді. Ағынның кеңеюі ағын жылдамдығының төмендеуіне алып келеді, бұл ағынның шөгінді тасымалдау қабілетін азайтады. Нәтижесінде шөгінділер ағыннан түсіп, аллювиум түрінде жиналады, осыдан өзен дельтасы құрылады. Уақыт өте келе, бұл жалғыз арна өз аузын тұрақ суға итеріп, дельталық жапырақ (мысалы, Миссисипи немесе Еділ өзендерінің дельталарындағы құстың аяғы сияқты) жасайды. Дельталық жапырақ алға жылған сайын, өзен арнасының градиенті төмендейді, себебі өзен арнасы ұзарады, бірақ биіктіктегі өзгеріс бірдей болады (бағытын қараңыз). Өзен арнасының градиенті төмендеген сайын, төсекке түсетін серпімдік кернеуінің мөлшері азаяды, бұл арна ішінде шөгінділердің жиналуына және су тасқыны алабына қатысты арна төсегінің көтерілуіне әкеледі. Бұл өзен арнасын тұрақсыз етеді. Егер өзен табиғи жағалауларды бұзса (мысалы, су тасқыны кезінде), ол мұхитқа дейінгі қысқа жолмен жаңа бағытқа бұрылып, тік және тұрақты градиентке ие болады. Әдетте, өзен осылай арнаны ауыстырғанда, оның ағынының бір бөлігі тасталған арнада қалады. Арнаны қайта-қайта ауыстыру оқиғалары үлестіру желісі бар жетілген дельтаны қалыптастырады. Бұл тарату желілерінің тағы бір түрі – ауыздықтардың (өзен аузындағы ортаңғы арнадағы құм және/немесе қиыршық тас) жиналуы. Ортаңғы арнаның арқасы өзен сағасына орналасқанда, ағын оны айналып өтеді. Бұл өзенді екі тарату арнасына бөлетін ауыздың жоғары жағында қосымша шөгінділердің жиналуына әкеледі. Бұл процестің жақсы мысалы – Уакс-Лейк дельтасы. Екі жағдайда да, жиналу процестері жиналуды көп жиналған аймақтардан аз жиналған аймақтарға қайта бөлуге мәжбүрлейді. Бұл өзеннің беті арқылы жылжып, шөгінділерді жинаған кезде дельтаның планформалық (немесе картадағы) пішінінің тегістелуіне әкеледі. Себебі шөгінділер осылай орналасқандықтан, бұл дельталардың пішіні желдеткішке ұқсас. Ағын бағытын жиі өзгертетін болса, пішін идеалды желдеткішке жақынырақ болады, себебі арнаның орналасуының жылдам өзгеруі дельта алдында шөгінділердің біркелкі жиналуына әкеледі. Миссисипи және Еділ өзендерінің дельталары, құс аяқтарымен, симметриялық желдеткіш пішінін қалыптастыру үшін жиі емес өзендердің мысалдары болып табылады. Алювиалды желкенді дельталар, атауынан көрінетіндей, жиі желкендейді және идеалды желкен пішініне жақын болады. Көптеген ірі өзендердің дельталары ішкіконтиненттік бассейндерге құйылады, себебі Миссисипи, Ніл, Амазонка, Ганг, Инд, Янцзы және Сары өзен сияқты көптеген ірі өзендер континенттік шекаралардың бойында құйылады. Бұл құбылыс негізінен үш факторға байланысты: топография, бассейн ауданы және бассейннің биіктігі. Шөгінділер көзінен алыс жүрмегенде, жиналған шөгінділер ірі ұсақ және нашар біріккен болады, сондықтан дельтаның пайда болуын қиындатады. Белсенді шекаралардағы тектоникалық белсенділік өзен дельталарының пайда болуына себеп болады, бұл шөгінді көзіне жақын, бұл арналардың ауысуына, дельталық жапырақтың ауысуына және автоциклділікке әсер етуі мүмкін, олардың күшіне байланысты. Тағы екі маңызды фактор – ландшафттық орналасу және өзеннен дельтаға кіретін шөгінділердің түйіршік мөлшері.

Өзендік жерлер басым

Өзенге басымдық беретін дельталар төмен тасқындық деңгейі мен төмен толқын энергиясы бар аймақтарда кездеседі. Өзен суының тығыздығы бассейн суына шамалас болғанда, дельта гомопикналдық ағынмен сипатталады, онда өзен суы бассейн суымен жылдам араласып, шөгінді жүктемесінің көп бөлігін бірден шығарады. Егер өзен суының тығыздығы бассейн суынан жоғары болса, әдетте шөгіндінің ауыр жүктемесінен туындайды, дельта гиперпикналдық ағынмен сипатталады, онда өзен суы тығыздық тогы ретінде бассейн түбін жауып, шөгінділерін турбидиттер ретінде орналастырады. Өзен суының тығыздығы бассейн суынан төмен болғанда, мұхит жағалауындағы өзен дельталарында болатындай, дельта гипопикналдық ағынмен сипатталады, онда өзен суы тығыз бассейн суымен араласуы баяу және беттік желпіш ретінде таралады. Бұл ұсақ шөгінділердің суспензиядан тұнбалаудан бұрын айтарлықтай қашықтыққа жеткізілуіне мүмкіндік береді. Гипопикналдық дельтадағы төсектер өте аз бұрышта, шамамен 1 градусқа дейін еңкейеді. Өзенге басымдық беретін дельталар жылдам ағып жатқан судың инерциясының салыстырмалы маңыздылығы, өзен сағасынан тыс жердегі турбулентті төсек үйкелісінің маңыздылығы және жүзу қабілетімен ерекшеленеді. Инерцияға басымдық беретін ағындар Гилберт типті дельталарды құрайды. Турбулентті үйкеліске басымдық беретін ағындар арналардың екіге бөлінуіне бейім, ал жүзу күшіне басымдық беретін ағындар тар су асты табиғи бөгеттері мен аз арналардың екіге бөлінуімен ұзақ таратушыларды жасайды. Қазіргі Миссисипи өзенінің дельтасы – су ағынына басымдық беретін өзендік дельтаның жақсы мысалы. Арналарды тастау жиі болды, соңғы 5000 жыл ішінде 7 түрлі арна белсенді болды. Басқа өзенге басымдық беретін дельталарға Маккензи дельтасы және Алта дельтасы жатады.

Гилберт дельталары

Гилберт дельтасы (Гроув Карл Гилберттің есімімен аталады) – Миссисипи сияқты көлбеу сазды дельталардан өзгеше, ірі шөгінділерден қалыптасқан, өзен ағысымен доминирленетін дельта түрі. Мысалы, тау өзені тұщы сулы көлге шөгінді әкелсе, осындай дельта пайда болады. Бұл көбінесе гомопикналдық ағын нәтижесінде туындайды. Мұндай дельталар үш бөліктен тұрады: жоғарғы, ортаңғы және төменгі қабаттар. Өзен суы көлге құйылғанда, оның ірі шөгінділері дельтаның су астындағы бетіне жылдам орналасып, тік құламалы ортаңғы қабаттарды құрайды. Ал ұсақ шөгінділер осы тік құламадан кейін көл түбінде көлбеу төменгі қабаттар түзеді. Дельта алдындағы жазықта өрілген арналар жоғарғы қабаттарды көлбеу орналастырады. Кейбір авторлар Гилберт дельталары көлдік және теңіздік жерлерде кездеседі десе, басқа жерлерде де ұқсас құрылымдарды кездестіруге болады, мысалы, Британдық Колумбиядағы Оканаган көліне құятын көптеген шағын өзендердің сағаларында, сондай-ақ Нарамата, Саммерленд және Пичлендтегі айқын түбектерде.

Толқын басымдық ететін дельталар

Толқын басымдық танытатын дельталарда толқындармен туындаған шөгінділердің тасымалы дельтаның пішінін анықтайды, ал өзен сағасынан шығатын шөгінділердің көп бөлігі жағалау бойымен ығыстырылады.

Жауын-шашын басым болатын дельталар

Эрозия, сондай-ақ, Ганг дельтасы сияқты, су ағысы басым дельталарда маңызды рөл атқарады, олар көбінесе су астында орналасқан, құмдық және қырқалы құрылымдарға ие. Бұл көбінесе "дендриттік" құрылымның қалыптасуына әкеледі. Сағалық дельталар өзендер мен толқындар басымдық ететін дельталардан өзгеше, әдетте бірнеше негізгі арнаға ие болады. Толқын немесе өзен басымдығымен қалыптасқан арналар шөгінділермен толып кеткеннен кейін тасталады, ал жаңа арналар басқа жерде пайда болады. Сағалық дельтада жаңа арналар судың көп мөлшері болған кезде – мысалы, су тасқыны немесе дауыл кезінде – қалыптасады. Бұл арналар бірте-бірте, шамамен бірдей жылдамдықпен шөгінділермен толады және тоқтатылады. "Субэстуарий" деп аталатын аймақта, жоғарыдағы өзен мен сағаның арасындағы шекарада шөгінді жиналады. Плейстоценнің соңы мен кейінгі голоцен кезеңдерінде теңіз деңгейінің көтерілуінен суға батқан жағалаудағы өзен аңғарларында көптеген қоректенуші салалары бар дендриттік сағалар кездеседі. Әрбір сала негізгі сағамен қосылған тұздылық градиентін қайталайды, өзеннің бастауына дейін тұщы су ағынымен. Осының нәтижесінде, салалар "субэстуарийлер" деп есептеледі. Тамаша сулы дельтаның пайда болуы мен эволюциясы барлық дельталарға тән процестерді қамтиды. Тамаша сулы дельтаны құрайтын процестердің үйлесімі ерекше морфология мен бірегей экологиялық ерекшеліктерге әкеледі. Бүгінгі таңда бар көптеген тамаша сулы дельталар тарихи жер пайдаланудың басталуынан немесе өзгеруінен тікелей туындайды, әсіресе орманды жою, қарқынды егіншілік және қала құрылысы. Бұл идеялар АҚШ-тың шығыс жағалауындағы Чесапик шығанағына қарай кеңейіп жатқан көптеген тамаша сулы дельталармен жақсы бейнеленген. Зерттеулер көрсеткендей, бұл сағаға жиналған шөгінділер еуропалықтар қоныстанғаннан кейінгі орманды жою, егіншілік және қалалық дамудың нәтижесі болып табылады.

Су бұғаздары

Басқа өзендер, әсіресе айтарлықтай толқындар болатын жағалаулардағы өзендер дельта жасамайды, бірақ теңізге ушқайнау (эстуарий) түрінде құяды. Көрікті мысалдарға Сент-Лоуренс шығанағы және Тежу ушқайнауы жатады.

Ішкі дельталар

Сирек жағдайларда өзен дельтасы үлкен аңғардың ішінде орналасқан және кері дельта деп аталады. Кейде өзен ішкі аймақта бірнеше салаға бөлініп, кейін бірігіп теңізге қарай ағып кетеді. Мұндай аймақ ішкі дельта деп аталады және көбінесе бұрынғы көлдердің орнында пайда болады. Бұл термин алғаш рет Александр фон Гумбольдт 1800 жылы сапарлаған Ориноко өзенінің орта ағысы үшін қолданылған. Басқа да маңызды мысалдарға Ішкі Нигер дельтасы, Бейбітшілік-Атабаска дельтасы, Сакраменто-Сан-Хоакин өзендері дельтасы және Иранның Систан дельтасы жатады. Дунай өзенінің де Братислава мен Ижа арасындағы Словакия-Мажарстан шекарасындағы аңғарда мұндай дельтасы бар. Кейде өзен жазық, шөлді аймаққа құятын болса, арналарға бөлініп, шөлге қарай суы буланып кетеді. Ботсванадағы Окаванго дельтасы – осыған бір мысал. Эндорейлік алаптарды қараңыз.

Мега-делталар

Мега-дельта деген жалпы термин Азиядағы өте ірі өзендердің дельталарын сипаттау үшін қолданылады, мысалы: Янцзы, Жемше, Қызыл, Меконг, Иравади, Ганг-Брахмапутра және Индус.

Седименттік құрылым

Дельтаның қалыптасуы күрделі, көп факторлы және уақыт өте қиылысатын процесс, бірақ қарапайым дельтада төсектің үш негізгі типін ажыратуға болады: төменгі төсек, алдыңғы/беттік төсек және жоғарғы төсек. Бұл үш бөліктен тұратын құрылымды кіші масштабта қиылыс қабаттары арқылы көруге болады. Төменгі төсектер белсенді дельта алқабынан ең алысқа орналасқан, ең жеңіл суспензиядағы бөлшектерден құралады, өйткені өзен ағысы тұрақты суға айналып, энергиясын жоғалтады. Бұл суспензиялық жүктеме шөгіндінің гравитациялық ағысымен шөгіндіріледі, нәтижесінде тұманды шөгінді пайда болады. Бұл төсектер ең ұсақ түйіршіктік өлшемдерден тұратын көлденең қабаттар түрінде орналасады. Алдыңғы төсектер белсенді жапырақша алға жылжығанда төменгі төсектердің үстінде көлбеу қабаттар түрінде шөгіндіріледі. Алдыңғы төсектер дельтаның көлемді бөлігін құрайды (сондай-ақ құмды төбелердің ар жағында да кездеседі). Алдыңғы төсектердегі шөгінді бөлшектері ірі және әртүрлі өлшемдерден тұрады және өзен арнасының түбімен домалап және секіріп ағысқа қарай жылжытатын төсек жүктемесін құрайды. Төсек жүктемесі дельта алқабының жиегіне жеткенде, ол жиектен асып, тік бұрышпен төмен қарай батып, қолданыстағы төменгі төсектердің үстіне орналасады. Су астында дельтаның сыртқы жиегінің еңісі осы шөгінділердің тынығу бұрышында қалыптасады. Алдыңғы төсектер жиналғанда және алға жылжығанда су астындағы сырғанаулар пайда болады және жалпы беткейдің тұрақтылығын жаңадан реттейді. Осылайша қалыптасқан және сақталған алдыңғы төсек еңісі дельта жапырағын сыртқа қарай кеңейтеді. Көлденең қимада алдыңғы төсектер әдетте бұрышты, параллель жолақтар түрінде орналасады және дельтаның қалыптасу кезіндегі кезеңдер мен маусымдық өзгерістерді көрсетеді. Алға жылжып бара жатқан дельтаның жоғарғы төсектері бұрын салынған алдыңғы төсектердің үстіне орналасады, оларды қиып тастайды немесе жабады. Жоғарғы төсектер – дельтаның үстінде орналасқан кішкентай өлшемді шөгінділердің көлденең қабаттары және құрлықтағы аллювиалды жазықтықтың жалғасын құрайды.

Дельталардың өмір сүруіне қауіп төндіретін факторлар

Адамның дельталардағы және дельталардың жоғары жатқан өзен алаптарындағы қызметі дельта ортасын түбегейлі өзгерте алады. Жер пайдаланудың жоғары ағыстағы өзгерістері, мысалы, топырақ эрозиясын тоқтатуға бағытталған шаруашылық тәжірибелері және гидрологиялық инженерлік шешімдер, мысалы, дельталарды сумен қамтамасыз ететін алаптарда бөгеттер салу, соңғы онжылдықтарда көптеген дельталарға өзен шөгінділерінің жеткізілуін азайтты. Бұл өзгеріс дельталық жер бедерін сақтауға және эрозиямен, теңіз деңгейінің көтерілуімен күресуге қажетті шөгінділердің жетіспеушілігін білдіреді, нәтижесінде кейбір дельталар жерін жоғалта бастады. Дельталардағы кең ауқымды антропогендік әрекеттер де геоморфологиялық және экологиялық дельта процестеріне кедергі келтіреді. Дельтада тұратын адамдар көбінесе су тасқынынан қорғаныш құрылыстарын орнатады, бұл дельтаға шөгінділердің түсуін болдырмайды, сондықтан шөгінділердің жиналуы шөгіндінің тозуын және эрозияны толықтыра алмайды. Дельтаның толуына кедергі келтіруден басқа, жер асты суларын, мұнай мен газды қазу, инфрақұрылым салудың бәрі де судың төмендеуін үдетеді, салыстырмалы теңіз деңгейінің көтерілуіне ықпал етеді. Адамның әрекеттері құмды өндіру арқылы өзен арналарын тұрақсыздандыруы және тұзды судың енуіне әкелуі мүмкін. Бұл мәселелерді түзету, дельта ортасын жақсарту және шөгіндіні күшейту стратегиялары арқылы экологиялық тұрақтылықты арттыруға бағытталған шағын масштабты күш-жігерлер жұмсалуда. Барлық дельталардың дерлік қозғалысы адамның әсеріне ұшыраса, Ніл дельтасы және Колорадо өзенінің дельтасы бөгеттер салу және суды бұрып жіберудің дельталарға келтірген қиратудың ең ауыр мысалдары болып табылады. Тарихи деректер Рим империясы және Кіші мұз дәуірі кезеңдерінде (антропогендік қысым жоғары болған кездер) дельталарда шөгінділердің айтарлықтай жиналғанын көрсетеді. Өнеркәсіптік революция адамның дельтаның өсуіне және кері шегінуіне тигізетін әсерін күшейтті.

Дельта экономикадағы рөлі

Ежелгі дельталар құм мен қиыршық тастың жақсы сұрыпталған болуына байланысты экономика үшін пайдалы. Осы ескі дельталардан құм мен қиыршық тас өндіріліп, автожолдар, ғимараттар, тротуарлар және тіпті ландшафтық дизайн үшін бетон жасауға қолданылады. АҚШ-та ғана 1 миллиард тоннадан астам құм мен қиыршық тас өндіріледі. Барлық құм мен қиыршық тас карьерлері бұрынғы дельталар емес, бірақ дельта болған жағдайларда, сұрыптаудың көп бөлігі судың күшімен жасалады. Қалалық аймақтар мен адамдардың тұру орындары көбінесе көлік және санитариялық қажеттіліктер үшін суға қол жеткізілетін жазық жерлерге орналасады. Осы себепті дельталар өркениеттердің гүлденуіне қолайлы орынға айналады, себебі олар егіншілік үшін жазық жерлерге, санитария мен суару үшін тұщы суға және сауда үшін теңізге қол жеткізеді. Дельталарда кең ауқымды өнеркәсіптік және коммерциялық қызметтермен қатар, жиі қайшылықтар туындайтын ауыл шаруашылығы жерлері де орналасқан. Әлемдегі ірі аймақтық экономикалардың бірқатары, мысалы, Перл өзенінің дельтасы, Янцзы өзенінің дельтасы, Еуропаның жазық елдері және Үлкен Токио аймағы дельталарда орналасқан.

Мысалдар

Бангладеш пен Батыс Бенгалияның көп бөлігін алып жатқан және Бенгалия шығанағына құятын Ганга-Брахмапутра дельтасы – әлемдегі ең ірі дельта. Ресейдің Бурятия Республикасындағы Селенга өзенінің дельтасы тұщы суға құйылатын ең ірі дельта болып табылады, оның ішінде Байкал көліне құйылады.

Марстағы дельталар

Зерттеушілер Марстағы көлдерде пайда болған дельталардың бірнеше мысалын тапты. Дельталарды табу – Марста бұрын көп мөлшерде су болғанының маңызды көрсеткіші. Дельталар кең географиялық ауқымда табылды. Төменде олардың бірнешеуінің суреттері келтірілген.