Грибные камни Ирландии: следы древних озёр и эрозии.

Введение

Грибные камни, или грибные скалы, в Ирландии – это известняковые валуны, подрезанные прошлыми режимами выветривания. Эти скалы принимают форму одиноких стражей из известняка, на которых до сих пор отчетливо видны следы длительной эрозии, вызванной льдом, почвой или накатом волн на краю озер, которые впоследствии исчезли или отступили. Некоторые из этих камней имеют форму грибов, другие – нависающую часть, обращенную в одном направлении, но все они имеют выемки и подрезаны таким образом, что это указывает на длительное воздействие стоячей воды в прошлом. Грибовидные камни образуются там, где выемка формирует довольно ровный круг вокруг камня. Если известняковый валун стоит на краю озера и частично покрыт водой, то подводная часть выветривается быстрее, чем надводная, поскольку подвергается более постоянной коррозии водой, усиливаемой абразивным воздействием накатывающих волн. Если это продолжается долгое время, верхняя часть подрезается, и камень приобретает отчетливую, часто грибовидную форму. Гораздо реже тот же процесс можно наблюдать в известняковой породе. Многие грибные камни имеют второй, небольшой выступ ниже основного, что говорит о том, что понижение уровня воды, отделившее камни от берега озера, происходило в два этапа.

Ирландия

Волновые камни в Ирландии всегда состоят из известняка: как правило, это одиночные валуны, часто являющиеся ледниковыми останцами, или (гораздо реже) обнаженные скальные выходы. В Ирландии волновые камни впервые были описаны в 1865 году Ф. Дж. Футом на берегах озера Ри в ходе полевых работ при первом систематическом геологическом исследовании Ирландии. Он сделал зарисовку этих обточенных водой известняковых глыб, «подвергшихся эрозии до определенной высоты под воздействием растворяющей силы прежней воды озера, указывая на уровень, на котором когда-то располагалось озеро Ри – на 10–15 футов выше современного летнего уровня: береговая линия озера сейчас находится примерно в 300 ярдах от этого места». На сегодняшний день волновые камни зарегистрированы в графствах Оффали, Типперэри, Голуэй, Клэр, Корк, Лимерик, Роскоммон и Вестмит (см. карту ниже в разделе «Внешние ссылки»). Не все «грибные камни» расположены вблизи современных озер. Многие отмечают берега озер, которые полностью исчезли, постепенно заполнившись тростником, низинной и торфяной растительностью. Замечательный пример находится недалеко от моста Кранкреа в графстве Оффали и указывает на положение северо-западного края древнего озера Бура, на берегах которого первые люди, населявшие ирландский Средний регион, разбивали лагеря в мезолите, примерно 8500 лет назад. Это древнее озеро исчезло давно, поглощенное растущими болотами, которые погребли не только само озеро, но и сохранили стоянки первых поселенцев Среднего региона.

Ирландские волновые камни

Не было опубликовано никаких научных доказательств, подтверждающих, что все ирландские волновые камни образовались в озерах. Более того, волновые камни не были описаны из современных озер Ирландии, что вызывает недоумение, поскольку некоторые районы страны, такие как Буррен, усеяны озерами, содержащими множество частично погруженных известняковых глыб карбонатного происхождения. Для растворения известняка необходимо, чтобы вода была по существу «кислой» (pH ниже 7). Однако исследование шести участков в Ирландии, где обнаружены волновые камни – Баллард-Бридж, Корнасир, Криваг, Гортлека, Киллинабой и Риннамона – показало, что близлежащие озера, в которых предположительно образовались волновые камни, имеют «щелочную» реакцию (pH выше 7), в диапазоне от 7,6 до 8,5. В трех озерах – Лох Геалайн, Лох Ри и Лох Риннамона – вода настолько щелочная, что выпадает мел (известковая грязь). Щелочность воды в озере препятствует растворению известняка, а не способствует ему. Это (и другие полевые данные, такие как морфология волновых камней) указывает на то, что волновые камни на этих шести участках не образовались в современных озерах. Однако условия могли быть иными в постледниковое время. Есть некоторые свидетельства того, что подмыв известняка может быть результатом растворения в почве, прилегающей к скале, и измерения pH грунтовых вод на шести участках показали, что она «кислая» (pH ниже 7), в диапазоне от 5,3 до 6,8. Отмечено, что ландшафт Ирландии сильно изменился в результате мелиоративных работ, признаки осушения торфяников распространены в низинах Буррена, а также произошло обширное обезлесение в Ирландии, что все может привести к понижению уровня суши. Например, в Холм-Фен (Англия) земля опустилась на 1,8 м в течение первого десятилетия после начального осушения в 1851 году, что типично для начальной скорости оседания торфа. Следовательно, предполагается, что волновые камни на шести участках были подмыты грунтовыми водами, когда уровень почвы был выше, чем сейчас. Таким образом, исследуемые волновые камни на самом деле не являются «волновыми камнями». Точнее, это грибовидные скалы, образовавшиеся в наземных условиях. Три примера «волновых камней», иллюстрирующих образование грибовидных скал в утраченной почвенной среде и в средней части озера, не подвергшихся подмыву, карбонатного известняка, встречаются соответственно в Гортлеке, Криваге и Корнасире, а также в Лох Инчикуин. Основание «волнового камня» в Гортлеке (пластина 1) зимой затопляется Лохом Геалайн (pH 8,2), а горизонтальная поверхность воды резко контрастирует с наклонной и волнистой кромкой. pH воды в озере и форма кромки указывают на то, что образование не могло произойти в озере. Вместо этого четко очерченная кромка отмечает прежний уровень (волнистой) поверхности почвы, ниже которой происходило растворение грунтовыми водами (pH 6,0). В отличие от этого, «волновой камень» в Криваге (пластина 2), расположенный внутри меандра реки Шеннон (pH 8,3), представляется очевидным кандидатом на образование в озере, поскольку его кромка горизонтальна. Однако для создания такой кромки уровень воды в озере должен был оставаться на точно такой же высоте в течение удивительно долгого периода, а брызги волн привели бы к закруглению ее краев. Вероятно, что растворение (pH 5,4) происходит под грубой травой, прилегающей к известняку на переднем плане. Если это продолжится в течение длительного времени, это в конечном итоге приведет к образованию наклонной кромки, подобной той, что на «волновом камне» в Гортлеке. «Волновой камень» в Корнасире (пластина 3) считается «типовой» моделью, и его глубокий подмыв (средняя глубина 80 см) является значительной особенностью. Если бы подмыв был результатом растворения в Лохе Ри (pH 8,5), то аналогичный подмыв должен был бы присутствовать в другом месте вдоль озера на той же высоте (около 40 м над уровнем моря). Однако ничего не было обнаружено, что указывает на то, что растворение в Корнасире было локальным явлением. Возможно, важно, что слово «Болото» встречается примерно в 300 м к западу от участка на карте 1865 года, и не менее важно, что болото больше не существует из-за осушения. Средний pH грунтовых вод в Корнасире составляет 5,3, а в соседнем Клуонкрафф-Болоте – 5,8. Три кромки представляют собой последовательное понижение уровня почвы. Скала Кахир (пластина 4) – крупная глыба карбонатного известняка, найденная в Лох Инчикуин (pH 7,8), не показывает признаков выщербленности современной водой озера. Тем не менее, растворение в более обширном озере считается ответственным за выщербленность «волновых камней» в Киллинабое (pH грунтовых вод 5,7), расположенном в 1 км к северу. Киллинабой находится на несколько метров выше современного уровня озера, но Лох Инчикуин не мог переливаться через Скалу Кахир, поскольку ее верхняя поверхность покрыта ринн-карренами – наземными формами рельефа, образованными растворением.

No scientific evidence has been published to verify that all the Irish wavestones have formed in lakes. Furthermore, no wavestones have been described from present day lakes in Ireland, which is puzzling as parts of the country, such as The Burren, are studded with lakes containing many partly submerged Carboniferous limestone erratics. A requirement for limestone solution is that water must essentially be ‘acidic’ (pH below 7). Yet, a study of six wavestone sites in Ireland, namely Ballard Bridge, Cornaseer, Creevagh, Gortlecka, Killinaboy and Rinnamona, found that nearby lakes, in which the wavestones are said to have formed, are ‘alkaline' (pH above 7) with a pH range from 7.6 to 8.5. In fact, the water in three of the lakes, Loughs Gealáin and Ree, and Rinnamona Lough, is so alkaline that marl (lime mud) is being precipitated. The alkalinity of the lake water means that it would cushion limestone against solution rather than dissolve it. This (and other field evidence, such as wavestone morphology) indicates that the wavestones at these six sites have not formed in present day lakes. However conditions may have been different in post glacial times. There is some evidence that undercutting of limestone can result from solution in soil that abuts rock, and measurements of soil water at the six sites showed that it is ‘acidic’ (pH below 7) with a pH range from 5.3 to 6.8. It has been noted that the Irish landscape has been profoundly altered by drainage operations, that signs of peat cutting are common in the Burren fens and that extensive deforestation has occurred in Ireland, all of which can lead to a lowering of the land surface. For instance, the ground in Holme Fen, England, subsided by 1.8m in the first decade after its initial drainage in 1851, a figure that is typical of initial peat subsidence rates. Accordingly, it is proposed that the wavestones at the six sites were undercut by soil water when soil levels were higher than today. It follows, therefore, that the studied wavestones are not, in fact, ‘wavestones'. More accurately, they are mushroom rocks that have formed in a terrestrial setting. Three examples of ‘wavestones’ that illustrate mushroom rock formation in a lost soil environment and a mid lake, non undercut Carboniferous limestone erratic occur respectively at Gortlecka, Creevagh and Cornaseer, and in Inchiquin Lough. The base of the ‘wavestone’ at Gortlecka (Plate 1) is winter flooded by Lough Gealáin (pH 8.2), and the horizontal surface of the water contrasts strongly with the sloping and undulating lip. The lake water pH and lip shape both signify that formation cannot have occurred in the lake. Instead, the sharply defined lip marks the former level of the (undulating) soil surface, below which solution by soil water (pH 6.0) occurred. In contrast, the ‘wavestone’ at Creevagh (Plate 2), which occurs inside a meander of the river Shannon (pH 8.3), seems an obvious candidate for formation in a lake since its lip is horizontal. The lake surface, though, would have to remain at exactly the same height for a remarkably long period to create such a lip, while wave splash would lead to a rounding of its edges. It is probable that sub soil solution (pH 5.4) is occurring beneath the coarse grass that abuts the limestone in the foreground. If this is long continued it would eventually lead to the formation of a dipping lip akin to that on the ‘wavestone’ at Gortlecka. The ‘wavestone' at Cornaseer (Plate 3) is regarded as being the ‘type’ model, and its yawning undercut (mean 80 cm deep) is a significant feature. If the undercut had resulted from solution in Lough Ree (pH 8.5) then similar undercutting ought to be present elsewhere alongside the lough at the same height (about 40m above O. D.). None, however, was found, which indicates that solution at Cornaseer was a local phenomenon. It is perhaps significant that the word ‘Bog’ occurs some 300m west of the site on an 1865 survey map and equally significant that the bog no longer exists due to drainage. The mean pH of soil water at Cornaseer is 5.3 and that of neighbouring Clooncraff Bog is 5.8. The three lips represent successive lowering of the soil surface. The Cahir Rock (Plate 4) is a large Carboniferous limestone erratic found in Inchiquin Lough (pH 7.8), which shows no sign of notching by present day lake water. Nevertheless, solution in a more extensive lake is held responsible for the notching of the ‘wavestones’ at Killinaboy (soil water pH 5.7) some 1 km to the north. Killinaboy lies several metres above the present day lake level, but Cahir Rock cannot have been overtopped by Inchiquin Lough because its upper surface is etched with rillenkarren, which are a sub aerial solutional landform

Было отмечено, что грибовидные скалы, расположенные вблизи и вдали от озер в Ирландии, имеют схожую форму, поэтому очевидный вопрос о том, развились ли некоторые или все грибовидные скалы Ирландии в подпочвенной среде или в постледниковом озере, остается открытым.