Ледниковые эпохи плейстоцена существенно увеличили разнообразие ландшафтов на большей части Северной Евразии. Оно проявлено в повсеместной декорированности ледниковой скульптурой крупных форм рельефа – обширных равнин осадочных бассейнов и горных систем высотой до 3 км. Неизбежный отпечаток в северных ландшафтах оставила резкая континентальность климата, игравшая важнейшую роль в их четвертичных изменениях в северной Евразии. Она породила специфический сибирский тип материкового оледенения, в котором глетчерный лед обычно спаян со стабильной мерзлотой. Как результат в современных ландшафтах арктических районов наблюдаются многочисленные плейстоценовые реликты, включая мощные пласты глетчерного льда хорошей сохранности. В настоящем очерке рассматриваются главные природные черты севера России ледникового, как они понимаются в работах большинства отечественных и зарубежных исследователей, происхождения. Кратко охарактеризовано влияние плейстоценового материкового оледенения на размещение основных запасов нефти и газа.

При выработанном продольном профиле в динамически-устойчивом аллювиальном речном русле отсутствуют однонаправленные изменения отметок дна за длительный период времени. Условием существования такого продольного профиля являются неизменность величины расхода руслообразующих наносов вдоль каждого бесприточного участка реки и увеличение этого расхода в каждом узле слияния на величину расхода руслообразующих наносов в притоке. Поэтому для замыкания и решения системы уравнений гидравлики для построения выработанного продольного профиля используется формула для расчета расхода руслообразующих наносов, дополненная гипотезой о неизменности их концентрации в речном бассейне. Уклоны рассчитанного таким образом профиля русла уменьшаются с ростом максимальных расходов воды и возрастают с увеличением крупности и концентрации руслообразующих наносов, а также шероховатости русла. Построение выработанного продольного профиля реки имеет как теоретическое, так и практическое значение. На равнинных реках с небольшим стоком наносов формирование выработанного профиля русла занимает десятки тысяч лет, и здесь интерес может представлять оценка палеогидрологических условий, при которых такой профиль образовался. Например, по форме продольного профиля второй террасы р. Оки рассчитаны сток воды, который был в два раза меньше современного и сток наносов, превосходивший современный в четыре раза. На реках с большим стоком наносов, таких как р. Терек в низовьях, стабильный профиль вырабатывается за несколько десятков лет. Здесь практически важным становится регулирование формы продольного профиля и приведение его к выработанному для стабилизации русловых переформирований.

Река Баксан является одним из типичных водотоков Северного Кавказа, бассейны которых занимают обширные участки среднегорно-высокогорного пояса. Для притоков и верхнего течения таких рек характерно периодическое формирование селевых паводков различной мощности, которые поставляют значительные объемы рыхлообломочного материала на дно долин и способствуют формированию мощных паводков. В результате происходят значительные трансформации участков русел транзитных рек. Паводок, сформированный в днище долины р. Адыл-Су вследствие прорыва ледникового оз. Башкара 1 сентября 2017 г., оказал существенное влияние на русловой рельеф принимающей р. Баксан. В исследовании приводится количественная оценка изменений морфометрических параметров русла р. Баксан на участке его среднего течения (выше г. Тырныауз) в период с 1984 г. (сразу после прохождения предыдущего мощного паводка) и спустя 6 лет после паводка 2017 г. Цель исследования – выявление закономерностей трансформации русла р. Баксан при прохождении экстремальных паводков и оценка его способности к восстановлению на фоне климатических изменений последних 40 лет. Анализ проводился на основе дешифрирования разновременных космических снимков и сегментации речной сети на относительно однородные участки с дальнейшим присвоением каждому сегменту набора морфометрических параметров русла. Факторы, влияющие на реакцию русла р. Баксан, были определены с помощью ранговой корреляции Спирмена. Основной реакцией на экстремальный паводок было расширение русла в среднем в 1.6 раз и усложнение его морфодинамических типов. За следующие 6 лет без экстремальных паводков увеличение ширины наблюдалось на 27% протяженности русла в среднем в 1.3 раза. Нивелирование последствий экстремального паводка, выраженное в сужении русла в среднем на 20–25% и обратной трансформации русел к относительно прямолинейному морфодинамическому типу, было характерно для трети от общей протяженности исследуемого участка. Особенно чувствительными оказались более узкие до селевого паводка участки русла, в наибольшей степени стесненные бортами долины. В представленных временных масштабах исследования данные участки русла испытали необратимую трансформацию, перейдя в новое состояние динамического равновесия (“метастабильная устойчивость”). Расположенные в сужениях дна долины участки русла с исходно большей шириной не только успешно пропустили экстремальный поток без существенных перестроек, но и характеризовались выраженной тенденцией к возвращению своих исходных морфометрических параметров.

Катастрофический сход ледника Колка 20 сентября 2002 г. продолжает вызывать научные споры. Помимо версии о ледово-каменном обвале, вызвавшем непосредственно сход ледника, ключевой является гипотеза, связывающая событие с проявлениями поствулканической деятельности Казбекского вулканического района. Целью данного исследования является оценка вклада этих процессов в инициирование катастрофы. Методика основана на сравнительном анализе комплекса космических снимков (Landsat, SPOT, QuickBird) и фото-видеоматериалов за период 20–25 сентября 2002 г. в среде ГИС. Установлено, что контуры основного обвального очага оставались неизменными на снимках, полученных за 8.5 часов до катастрофы (20.09) и утром следующего дня (21.09), а обрушение огромного блока горных пород и льда объемом 1.2–1.8 млн м³ произошло позднее, 22–24 сентября. Выявлена крупная (130×370 м) отрицательная форма рельефа в ложе ледника, формирование которой связано с проявлением поствулканической деятельности. Ее местоположение пространственно приурочено к зоне тектонических разломов, являющихся каналами для подъема глубинных флюидов. Сделан вывод, что обвальная гипотеза не может объяснить механизм катастрофы, наиболее вероятной причиной которой является серия взрывных событий эндогенной природы, обусловленная активизацией геотермальной системы Казбекского вулканического центра.

Наиболее значимые изменения рельефа высокогорной долины р. Маашей с середины XIX в. – после максимума малого ледникового периода (МЛП) – связаны с сокращением ледников и катастрофическими гидрологическими процессами и подчеркиваются динамикой растительного покрова. Для анализа этих изменений применен комплекс полевых и дистанционных методов исследования с использованием космоснимков, методов математического моделирования гидрологических процессов, дендрохронологического анализа; впервые построена геоморфологическая схема долины, отражающая формы рельефа, созданные разными экзогенными процессами, положение ледников и распространение древесной растительности в 2021 г. С МЛП ледники сократились на 16.9 км² (38%), нижний предел их распространения поднялся на 65 м. В 2013–2021 гг. относительное сокращение ледников ускорилось более чем в 2 раза относительно периода 2000–2013 гг. Освоение участков дегляциации лесной растительностью с 1968 г. привело к росту ее площади на 15%, верхняя граница распространения групп и отдельных деревьев по склонам долины поднялась на 50 м. На склонах восточной экспозиции эта граница в 2021 г. располагалась на высоте около 2500 м, что в среднем на 50 м выше, чем на склонах западной экспозиции. В целом с максимума МЛП продвижение верхнего предела роста деревьев в верховьях долины составило около 800 м по горизонтали, при этом его ускорение зафиксировано с 1968 г. Прорыв и спуск ныне не существующего завального оз. Маашей был подготовлен ростом размеров озера с конца 1980-х по начало 2000-х гг., однако, спусковым крючком послужило переполнение озерной ванны вследствие продолжительных ливней и резкого усиления таяния ледников в 2012 г. Результатами прорыва стали устойчивое осушение участка днища долины; формирование прорана в теле обломочной плотины, затрудняющего восстановление озера; перекрытие селевыми отложениями около 0.85 км2 днища долины; локальное изменение конфигурации речных русел, массовая гибель леса в средней и нижней частях долины на площади около 0.4 км2 и формирование множественных завалов из стволов деревьев и обломочной массы; подрезка потоком основания склонов в местах сужения долины или поворота потока и резкая активизация склоновых процессов выше по склонам. Современный облик долины р. Маашей продолжает формироваться под воздействием относительно медленных эволюционных и практически мгновенных катастрофических геоморфологических процессов.

Комплекс морфометрических, структурно-геологических и петрографических методов позволил получить новые данные по строению и генезису возвышенности Ондомозерских и Чаваньгских Кейв (фрагменты Терских Кейв): одной из наиболее дискуссионных макроформ Кольского региона. Обнаружена взаимосвязь Терских Кейв с разломными структурами Фенноскандинавского щита юго-восточной части Кольского региона, которым могут соответствовать структурные уступы в погребенной доледниковой поверхности, выраженные в рельефе. Эти уступы определяли границу распространения и общую мощность отложений морских трансгрессий, предшествующих последнему оледенению. Во время оледенения с этими уступами были связаны участки формирования гляциодислокаций в основании возвышенности. Подробный морфометрический анализ позволил установить, что надвиговые и складчатые гляциодислокации отражены в верхнем высотном ярусе в виде грядово-увалистых форм, иногда осложненных полями камов с гляциокарстовыми западинами. На нижнем высотном ярусе северного склона возвышенности развит параллельно-грядовый рельеф супрагляциальных озов и холмистый рельеф камов и лимнокамов. На южном склоне представлен холмисто-грядовый рельеф напорных и насыпных морен. Полученные результаты и анализ данных по сопредельным территориям позволяют связать формирование основания возвышенности с этапом распространения и локального максимума последнего скандинавского ледникового покрова около 21–17.5 тыс. л. н. Материалом для надвиговых и складчатых дислокаций служили в основном рыхлые осадки морских трансгрессий нижнего и среднего валдая и флювиогляциальные отложения. С помощью структурных и петрографических исследований установлено, что давление ледника осуществлялось с юга на север, со стороны беломорского ледникового потока. Во время деградации ледника около 17.5–15 тыс. л. н. был сформирован комплекс озов и камов, а в ходе нескольких периодов активизации ледника образовались холмисто-грядовые ледниковые формы на южных склонах возвышенностей. После происходило вытаивание блоков мертвого льда, начиналось формирование гляциокарстовых западин и современных озерных котловин.

На основе спорово-пыльцевого анализа разреза органогенных отложений на берегу оз. Лотос реконструировано развитие растительности морского побережья в нижнем течении р. Туманной (Туманган) и ЮВ макросклона хребта Черные горы в системе Восточно-Маньчжурских гор за последние 2500 кал. лет. Анализ состава палиноспектров позволил выделить восемь палинозон, описывающих 6 фаз развития растительности. На основе возрастной модели, построенной по данным радиоуглеродного датирования, определены их временные границы. В фазу 1 при относительно теплом климате (2500–1800 кал. л. н.) в бассейне оз. Лотос и на склонах Черных гор преобладали полидоминантные леса с участием Pinus koraiensis, Pinus densiflora, Abies holophylla, Quercus mongolica, Quercus dentata, Ulmus laciniata, Ulmus japonica, Carpinus cordata, Corylus, Juglans mandshurica, Tilia и Fraxinus. Равнинные участки покрывали осоково-злаковые и разнотравные луга. В условиях незначительного похолодания в фазу 2 (1800–1350 кал. л. н.) сократилась роль широколиственных пород, однако, основной облик растительности оставался прежним. Небольшое потепление (1350–930 кал. л. н.) вызвало экспансию широколиственных деревьев (фаза 3). В фазу 4 (930–630 кал. л. н.) вновь произошло сокращение площади распространения широколиственных деревьев, а среди хвойных уменьшилось участие Abies holophylla и Pinus densiflora. На аккумулятивных равнинах преобладали осоково-вейниковые и тростниковые луга и болота. Во время последнего исторического похолодания (630–300 кал. л. н.), произошло сокращение распространения широколиственных лесов (фаза 5). Преобладающим типом растительности на морском побережье стали осоковые и разнотравно-злаковые луга. В фазу 6 (300 кал. л. н. – по настоящее время) в низкогорьях возросло участие Pinus koraiensis, Pinus densiflora и Abies holophylla. Предполагается, что увеличение количества пыльцы широколиственных пород в палиноспектрах могло произойти за счет ветрового привноса с юга. Структура растительного покрова аккумулятивных равнин практически не изменилась. Преобладающими типами растительности оставались осоково-вейниковые и тростниковые луга и болота. Выявлены признаки антропогенного влияния на ландшафты, начиная с раннего средневековья, наиболее значительные изменения растительного покрова произошли в последнее столетие.