Западно-Сибирская равнина — одна из самых больших аккумулятивных низменных равнин земного шара. Она простирается от берегов Карского моря до степей Казахстана и от Урала на западе до Среднесибирского плоскогорья на востоке. Равнина имеет в плане форму суживающейся к северу трапеции: расстояние от южной ее границы до северной достигает почти 2500 км, ширина — от 800 до 1900 км, а площадь лишь немногим меньше 3 млн. км2.
В Советском Союзе нет больше таких обширных равнин со столь слабо пересеченным рельефом и такими небольшими колебаниями относительных высот. Сравнительное однообразие рельефа обусловливает отчетливо выраженную зональность ландшафтов Западной Сибири — от тундровых на севере до степных на юге. По причине слабой дренированности территории в ее пределах весьма видную роль играют гидроморфные комплексы: болота и заболоченные леса занимают здесь в общей сложности около 128 млн. га, а в степной и лесостепной зонах много солонцов, солодей и солончаков.
Географическое положение Западно-Сибирской равнины обусловливает переходный характер ее климата между умеренно континентальным Русской равнины и резко континентальным климатом Средней Сибири. Поэтому ландшафты страны отличаются рядом своеобразных особенностей: природные зоны здесь несколько смещены к северу по сравнению с Русской равниной, зона широколиственных лесов отсутствует, а ландшафтные различия внутри зон менее заметны, чем на Русской равнине.
Западно-Сибирская равнина — наиболее обжитая и освоенная (особенно на юге) часть Сибири. В ее пределах располагаются Тюменская, Курганская, Омская, Новосибирская, Томская и Северо-Казахстанская области, значительная часть Алтайского края, Кустанайской, Кокчетавской и Павлодарской областей, а также некоторые восточные районы Свердловской и Челябинской областей и западные районы Красноярского края.
Знакомство русских с Западной Сибирью впервые состоялось, вероятно, еще в XI в., когда новгородцы побывали в низовьях Оби. Походом Ермака (1581—1584) открывается блестящий период Великих русских географических открытий в Сибири и освоения ее территории.
Однако научное изучение природы страны началось лишь в XVIII в., когда сюда были направлены отряды сначала Великой Северной, а затем академических экспедиций. В XIX в. русскими учеными и инженерами изучаются условия судоходства на Оби, Енисее и в Карском море, геолого-географические особенности трассы проектировавшейся тогда Сибирской железной дороги, месторождения солей в степной полосе. Существенный вклад в познание западносибирской тайги и степей внесли исследования почвенно-ботанических экспедиций Переселенческого управления, предпринятые в 1908—1914 гг. с целью изучения условий земледельческого освоения участков, отводившихся для переселения крестьян из Европейской России.
Совершенно иной размах приобрело изучение природы и естественных ресурсов Западной Сибири после Великой Октябрьской революции. В исследованиях, которые были необходимы для развития со производительных сил, принимали участие уже не отдельные специалисты или небольшие отряды, а сотни крупных комплексных экспедиций и многие научные институты, созданные в различных городах Западной Сибири. Детальные и разносторонние исследования проводились здесь Академией наук СССР (Кулундинская, Барабинская, Гыданская и другие экспедиции) и ее Сибирским отделением, Западно-Сибирским геологическим управлением, геологическими институтами, экспедициями Министерства сельского хозяйства, Гидропроекта и других организаций.
В результате этих исследований существенным образом изменились представления о рельефе страны, были составлены детальные почвенные карты многих районов Западной Сибири, разработаны мероприятия по рациональному использованию засоленных почв и знаменитых западносибирских черноземов. Большое практическое значение имели лесотипологические исследования сибирских геоботаников, изучение торфяных болот и тундровых пастбищ. Но особенно существенные результаты принесли работы геологов. Глубокое бурение и специальные геофизические исследования показали, что в недрах многих районов Западной Сибири заключены богатейшие месторождения природного газа, большие запасы железных руд, бурых углей и многих других полезных ископаемых, которые уже служат прочной базой для развития промышленности Западной Сибири.
Многие особенности природы Западной Сибири обусловлены характером ее геологического строения и истории развития. Вся территория страны располагается в пределах Западно-Сибирской эпигерцинской плиты, фундамент которой сложен дислоцированными и метаморфизованными палеозойскими отложениями, близкими по своему характеру аналогичным породам Урала, а на юге Казахского мелкосопочника. Формирование основных складчатых структур фундамента Западной Сибири, имеющих преимущественно меридиональное направление, относится к эпохе герцинского орогенеза.
Тектоническая структура Западно-Сибирской плиты достаточно разнородна. Однако даже крупные ее структурные элементы проявляются в современном рельефе менее отчетливо, чем тектонические структуры Русской платформы. Объясняется это тем, что рельеф поверхности палеозойских пород, опущенных на большую глубину, нивелируется здесь чехлом мезокайнозойских отложений, мощность которого превышает 1000 м, а в отдельных впадинах и синеклизах палеозойского фундамента — 3000—6000 м.
Мезозойские свиты Западной Сибири представлены морскими и континентальными песчано-глинистыми отложениями. Общая мощность их в некоторых районах достигает 2500—4000 м. Чередование морских и континентальных фаций указывает на тектоническую подвижность территории и неоднократные смены условий и режима осадконакопления на опустившейся в начале мезозоя Западно-Сибирской плите.
Палеогеновые отложения преимущественно морские и состоят из серых глин, аргиллитов, глауконитовых песчаников, опок и диатомитов. Они накапливались на дне палеогенового моря, которое через понижение Тургайского пролива соединяло Арктический бассейн с морями, располагавшимися тогда на территории Средней Азии. Из Западной Сибири это море ушло в середине олигоцена, и поэтому верхнепалеогеновые отложения представлены здесь уже песчано-глинистыми континентальными фациями.
Значительные изменения условий накопления осадочных отложений произошли в неогене. Свиты пород неогенового возраста, выходящие на поверхность главным образом в южной половине равнины, состоят исключительно из континентальных озерно-речных отложений. Они формировались в условиях малорасчлененной равнины, покрытой сначала богатой субтропической растительностью, а позднее — широколиственными листопадными лесами из представителей тургайской флоры (бук, орех, граб, лапина и т. д.). Местами встречались участки саванн, где обитали в то время жирафы, мастодонты, гиппарионы, верблюды.
Особенно большое влияние на формирование ландшафтов Западной Сибири оказали события четвертичного периода. В течение этого времени территория страны испытывала неоднократные опускания и по-прежнему была областью преимущественно аккумуляции рыхлых аллювиальных, озерных, а на севере — морских и ледниковых отложений. Мощность четвертичного покрова достигает в северных и центральных районах 200—250 м. Однако на юге она заметно уменьшается (местами до 5—10 м), и в современном рельефе отчетливо выражены воздействия дифференцированных неотектонических движений, в результате которых возникли валообразные поднятия, нередко совпадающие с положительными структурами мезозойского чехла осадочных отложений.
Нижнечетвертичные отложения представлены на севере равнины аллювиальными песками, заполняющими погребенные долины. Подошва аллювия располагается в них иногда на 200—210 м ниже современного уровня Карского моря. Выше их на севере обычно залегают доледниковые глины и суглинки с ископаемыми остатками тундровой флоры, что свидетельствует о начавшемся уже тогда заметном похолодании Западной Сибири. Однако в южных районах страны преобладали темнохвойные леса с примесью березы и ольхи.
Среднечетвертичное время в северной половине равнины были эпохой морских трансгрессий и неоднократного оледенения. Наиболее значительным из них было Самаровское, отложения которого слагают междуречья территории, лежащей между 58—60° и 63—64° с. ш. Согласно господствующим в настоящее время взглядам, покров самаровского ледника даже в крайних северных районах низменности не был сплошным. Состав валунов показывает, что источниками его питания были ледники, спускавшиеся с Урала к долине Оби, а на востоке — ледники горных массивов Таймыра и Среднесибирского плоскогорья. Однако даже в период максимального развития оледенения на Западно-Сибирской равнине уральский и сибирский ледниковые покровы не смыкались один с другим, и реки южных районов хотя и встречали преграду, образованную льдами, но находили себе путь на север в промежутке между ними.
В состав отложений самаровской толщи наряду с типичными ледниковыми породами входят также морские и ледниково-морские глины и суглинки, сформировавшиеся на дне наступавшего с севера моря. Поэтому типичные формы моренного рельефа выражены здесь менее отчетливо, чем на Русской равнине. На озерных и флювиогляциальных равнинах, примыкавших к южному краю ледников, тогда преобладали лесотундровые ландшафты, а на крайнем юге страны формировались лёссовидные суглинки, в которых встречается пыльца степных растений (полыни, кермек). Морская трансгрессия продолжалась и в послесамаровское время, отложения которого представлены на севере Западной Сибири мессовскими песками и глинами санчуговской свиты. В северо-восточной части равнины распространены морены и ледниково-морские суглинки более молодого, Тазовского оледенения. Межледниковая эпоха, начавшаяся после отступления ледникового покрова, на севере ознаменовалась распространением казанцевской морской трансгрессии, в отложениях которой в низовьях Енисея и Оби заключены остатки более теплолюбивой морской фауны, чем обитающая в настоящее время в Карском море.
Последнему, Зырянскому, оледенению предшествовала регрессия бореального моря, вызванная поднятиями северных районов Западно-Сибирской равнины, Урала и Среднесибирского плоскогорья; амплитуда этих поднятий составляла всего несколько десятков метров. В максимальную стадию развития Зырянского оледенения ледники спускались в районы Приенисейской равнины и восточного подножия Урала приблизительно до 66° с. ш., где оставили ряд стадиальных конечных морен. На юге Западной Сибири в это время происходило перевевание песчано-глинистых четвертичных отложений, образование эоловых форм рельефа и накопление лёссовидных суглинков.
Некоторые исследователи северных областей страны рисуют и более сложную картину событий эпохи четвертичного оледенения Западной Сибири. Так, по мнению геолога В. Н. Сакса и геоморфолога Г. И. Лазукова, оледенение началось здесь еще в нижнечетвертичное время и состояло из четырех самостоятельных эпох: Ярской, Самаровской, Тазовской и Зырянской. Геологи С. А. Яковлев и В. А. Зубаков насчитывают даже шесть оледенений, относя начало наиболее древнего из них к плиоцену.
С другой стороны, есть сторонники и однократного оледенения Западной Сибири. Географ А. И. Попов, например, рассматривает отложения эпохи оледенения северной половины страны в качестве единого водно-ледникового комплекса, состоящего из морских и гляциально-морских глин, суглинков и песков, содержащих включения валунного материала. По его мнению, на территории Западной Сибири не было обширных ледниковых покровов, так как типичные морены имеются лишь в крайних западных (у подножия Урала) и восточных (вблизи уступа Среднесибирского плоскогорья) областях. Средняя же часть северной половины равнины в эпоху оледенения была покрыта водами морской трансгрессии; валуны, заключенные в ее отложениях, занесены сюда айсбергами, оторвавшимися от края ледников, которые спускались со Среднесибирского плоскогорья. Лишь одно четвертичное оледенение Западной Сибири признает и геолог В. И. Громов.
В конце Зырянского оледенения вновь произошло опускание северных прибрежных районов Западно-Сибирской равнины. Опустившиеся участки были затоплены водами Карского моря и покрыты морскими отложениями, слагающими послеледниковые морские террасы, наиболее высокая из которых поднимается на 50—60 м над современным уровнем Карского моря. Затем после регрессии моря в южной половине равнины началось новое врезание рек. Из-за малых уклонов русла в большинстве речных долин Западной Сибири преобладала боковая эрозия, углубление долин шло медленно, поэтому они и имеют обычно значительную ширину, но небольшую глубину. На слабодренированных междуречных пространствах продолжалась переработка рельефа ледникового времени: на севере она заключалась в нивелировании поверхности под воздействием процессов солифлюкции; в южных, внеледниковых провинциях, где выпадало больше атмосферных осадков, в преобразовании рельефа особенно видную роль играли процессы делювиального смыва.
Палеоботанические материалы позволяют считать, что после оледенения был период с несколько более сухим и теплым климатом, чем сейчас. Это подтверждается, в частности, находками пней и стволов деревьев в отложениях тундровых районов Ямала и Гыданского полуострова на 300—400 км севернее современной границы древесной растительности и широким развитием на юге тундровой зоны реликтовых крупнобугристых торфяников.
В настоящее время на территории Западно-Сибирской равнины происходит медленное смещение границ географических зон к югу. Леса во многих местах наступают на лесостепь, лесостепные элементы проникают в степную зону, а тундры медленно вытесняют древесную растительность вблизи северного предела редкостойных лесов. Правда, на юге страны в естественный ход этого процесса вмешивается человек: вырубая леса, он не только приостанавливает их естественное наступание на степь, но и способствует смещению южной границы лесов к северу.
Схема основных орографических элементов Западно-Сибирской равнины
Дифференцированные опускания Западно-Сибирской плиты в мезозое и кайнозое обусловили преобладание в ее пределах процессов аккумуляции рыхлых отложений, мощный покров которых нивелирует неровности поверхности герцинского фундамента. Поэтому современная Западно-Сибирская равнина отличается в целом плоской поверхностью. Однако она не может рассматриваться в качестве однообразной низменности, как это еще недавно считалось. В целом территория Западной Сибири имеет вогнутую форму. Самые пониженные ее участки (50—100 м) располагаются преимущественно в центральной (Кондинская и Среднеобская низменности) и северной (Нижнеобская, Надымская и Пурская низменности) частях страны. Вдоль западной, южной и восточной окраин протягиваются невысокие (до 200—250 м) возвышенности: Северо-Сосьвинская, Туринская, Ишимская, Приобское и Чулымо-Енисейское плато, Кетско-Тымская, Верхнетазовская, Нижнеенисейская. Отчетливо выраженную полосу возвышенностей образуют во внутренней части равнины Сибирские Увалы (средняя высота — 140—150 м), простирающиеся с запада от Оби на восток до Енисея, и параллельная им Васюганская равнина.
Некоторые орографические элементы Западно-Сибирской равнины соответствуют геологическим структурам: пологим антиклинальным поднятиям отвечают, например, возвышенности Верхнетазовская и Люлимвор, а Барабинская и Кондинская низменности приурочены к синеклизам фундамента плиты. Однако в Западной Сибири нередки и несогласные (инверсионные) морфоструктуры. К ним относятся, например, Васюганская равнина, сформировавшаяся на месте пологой синеклизы, и Чулымо-Енисейское плато, располагающееся в зоне прогиба фундамента.
Западно-Сибирскую равнину обычно разделяют на четыре крупные геоморфологические области: 1) морских аккумулятивных равнин на севере; 2) ледниковых и водно-ледниковых равнин; 3) приледниковых, главным образом озерно-аллювиальных, равнин; 4) южных внеледниковых равнин (Воскресенский, 1962).
Различия рельефа этих областей объясняются историей их формирования в четвертичное время, характером и интенсивностью новейших тектонических движений, зональными различиями современных экзогенных процессов. В тундровой зоне особенно широко представлены формы рельефа, формирование которых связано с суровым климатом и повсеместным распространением вечной мерзлоты. Весьма обычны термокарстовые котловины, булгунняхи, пятнистые и полигональные тундры, развиты процессы солифлюкции. Для южных же степных провинций типичны многочисленные замкнутые котловины суффозионного происхождения, занятые солончаками и озерами; сеть речных долин здесь негустая, а эрозионные формы рельефа на междуречьях встречаются редко.
Основные элементы рельефа Западно-Сибирской равнины — широкие плоские междуречья и речные долины. Благодаря тому, что на долю междуречных пространств приходится бо́льшая часть площади страны, именно они определяют общий облик рельефа равнины. Во многих местах уклоны их поверхности незначительны, сток выпадающих атмосферных осадков, особенно в лесоболотной зоне, весьма затруднен и междуречья сильно заболочены. Большие пространства занимают болота севернее линии Сибирской железной дороги, на междуречьях Оби и Иртыша, в Васюганье и Барабинской лесостепи. Однако местами рельеф междуречий приобретает характер волнистой или холмистой равнины. Такие участки особенно типичны для некоторых северных провинций равнины, подвергавшихся четвертичным оледенениям, которые оставили здесь нагромождении стадиальных и донных морен. На юге — в Барабе, на Ишимской и Кулундинской равнинах — поверхность нередко осложнена много численными невысокими гривами, протягивающимися с северо-востока на юго-запад.
Другой важный элемент рельефа страны — речные долины. Все они формировались в условиях небольших уклонов поверхности, медленного и спокойного течения рек. Благодаря различиям в интенсивности и характере эрозии облик речных долин Западной Сибири весьма разнообразен. Есть здесь и хорошо разработанные глубокие (до 50—80 м) долины крупных рек — Оби, Иртыша и Енисея — с крутым правым берегом и системой невысоких террас в левобережье. Местами ширина их составляет несколько десятков километров, а долина Оби в низовьях достигает даже 100—120 км. Долины же большинства малых рек представляют собой нередко лишь глубокие канавы с плохо выраженными склонами; во время весен него половодья вода целиком заполняет их и заливает даже соседние придолинные участки.
Западная Сибирь — страна с достаточно суровым, континентальным климатом. Большая протяженность ее с севера на юг обусловливает отчетливо выраженную зональность климата и значительные различия климатических условий северных и южных частей Западной Сибири, связанные с изменением количества солнечной радиации и характером циркуляции воздушных масс, особенно потоков западного переноса. Южные провинции страны, расположенные в глубине материка, на большом расстоянии от океанов, характеризуются, кроме того, большей континентальностью климата.
В холодный период в пределах страны осуществляется взаимодействие двух барических систем: области относительно повышенного атмосферного давления, располагающейся над южной частью равнины, области пониженного давления, которая в первой половине зимы протягивается в виде ложбины исландского барического минимума над Карским морем и северными полуостровами. Зимой преобладают массы континентального воздуха умеренных широт, которые поступают из Восточной Сибири или образуются на месте в результате выхолаживания воздуха над территорией равнины.
В пограничной полосе областей повышенного и пониженного давления нередко проходят циклоны. Особенно часто они повторяются в первой половине зимы. Поэтому погода в приморских провинциях весьма неустойчива; на побережье Ямала и Гыданского полуострова ручаются сильные ветры, скорость которых достигает 35—40 м/сек. Температура здесь даже несколько более высокая, чем в соседних лесотундровых провинциях, расположенных между 66 и 69° с. ш. Однако южнее зимние температуры опять постепенно повышаются. В целом же зима характеризуется устойчивыми низкими температурами, оттепелей здесь мало. Минимальные температуры на всей территории Западной Сибири почти одинаковы. Даже вблизи южной границы страны, в Барнауле, бывают морозы до −50 −52°, т. е. почти такие же, как на крайнем севере, хотя расстояние между этими пунктами составляет более 2000 км. Весна короткая, сухая и сравнительно холодная; апрель даже в лесоболотной зоне еще не вполне весенний месяц.
В теплое время года над страной устанавливается пониженное давление, а над Северным Ледовитым океаном формируется область более высокого давления. В связи с этим летом преобладают слабые северные или северо-восточные ветры и заметно усиливается роль западного переноса воздуха. В мае происходит быстрое повышение температур, но нередко, при вторжениях арктических масс воздуха, бывают возвраты холодов и заморозки. Наиболее теплый месяц — июль, средняя температура которого — от 3,6° на острове Белом до 21—22° в районе Павлодара. Абсолютный максимум температуры — от 21° на севере (остров Белый) до 40° в крайних южных районах (Рубцовск). Высокие летние температуры в южной половине Западной Сибири объясняются поступлением сюда прогретого континентального воздуха с юга — из Казахстана и Средней Азии. Осень наступает поздно. Еще в сентябре днем стоит теплая погода, но ноябрь даже на юге уже настоящий зимний месяц с морозами до −20 −35°.
Бо́льшая часть осадков выпадает летом и приносится воздушными массами, приходящими с запада, со стороны Атлантики. С мая по октябрь Западная Сибирь получает до 70—80% годовой суммы осадков. Особенно много их в июле и августе, что объясняется интенсивной деятельностью на арктическом и полярном фронтах. Количество зимних осадков сравнительно невелико и составляет от 5 до 20—30 мм/мес. На юге в некоторые зимние месяцы снег иногда совсем не выпадает. Характерны значительные колебания количества осадков в разные годы. Даже в тайге, где эти изменения меньше, чем в других зонах, осадков, например, в Томске, выпадает от 339 мм в засушливый год до 769 мм во влажный. Особенно большие различил наблюдаются в лесостепной зоне, где при средней многолетней сумме осадков около 300—350 мм/год во влажные годы выпадает до 550—600 мм/год, а в сухие — всего 170—180 мм/год.
Значительны также зональные различия величин испарения, которые зависят от количества осадков, температуры воздуха и испаряющих свойств подстилающей поверхности. Больше всего испаряется влаги в богатой осадками южной половине лесоболотной зоны (350—400 мм/год). На севере в прибрежных тундрах, где летом влажность воздуха сравнительно велика, величина испарения не превышает 150—200 мм/год. Примерно такова же она и на юге степной зоны (200—250 мм), что объясняется уже малой величиной выпадающих в степях осадков. Однако испаряемость здесь достигает 650—700 мм, поэтому в некоторые месяцы (особенно в мае) количество испаряющейся влаги может превышать сумму осадков в 2—3 раза. Недостаток атмосферных осадков восполняется в этом случае запасами влаги в почве, накопившимися за счет осенних дождей и таяния снежного покрова.
Для крайних южных районов Западной Сибири характерны засухи, случающиеся главным образом в мае и июне. Они наблюдаются в среднем через три-четыре года в периоды с антициклональной циркуляцией и повышенной повторяемостью вторжений арктического воздуха. Поступающий из Арктики сухой воздух при прохождении над Западной Сибирью прогревается и обогащается влагой, но прогревание его идет интенсивнее, поэтому воздух все более удаляется от состояния насыщения. В связи с этим увеличивается испаряемость, что и приводит к возникновению засухи. В некоторых случаях причиной засух является также поступление сухих и теплых воздушных масс с юга — из Казахстана и Средней Азии.
Зимой территория Западной Сибири надолго одевается снежным покровом, продолжительность залегания которого в северных районах достигает 240—270 дней, а на юге — 160—170 дней. В связи с тем что период выпадения осадков в твердом виде продолжается более полугода, а оттепели начинаются не ранее марта, мощность снежного покрова в тундровой и степной зонах в феврале составляет 20—40 см, в лесоболотной полосе — от 50—60 см на западе до 70—100 см в восточных приенисейских районах. В безлесных — тундровых и степных — провинциях, где зимой бывают сильные ветры и метели, снег распределяется очень неравномерно, так как ветры сдувают его с повышенных элементов рельефа в понижения, где образуются мощные сугробы.
Суровый климат северных районов Западной Сибири, где тепла, поступающего в почву, недостаточно для поддержания положительной температуры горных пород, способствует промерзанию грунтов и широкому распространению вечной мерзлоты. На полуостровах Ямал, Тазовском и Гыданском мерзлота встречается повсеместно. В этих районах сплошного (слитного) ее распространения мощность мерзлого слоя весьма значительна (до 300—600 м), а температуры его низкие (на водораздельных пространствах −4, −9°, в долинах −2, −8°). Южнее, в пределах северной тайги до широты примерно 64°, мерзлота встречается уже в виде разобщенных островов, перемежающихся с таликами. Мощность ее уменьшается, температуры повышаются до −0,5 −1°, возрастает и глубина летнего протаивания, особенно на участках, сложенных минеральными горными породами.
Западная Сибирь богата подземными и поверхностными водами; на севере ее побережье омывается водами Карского моря.
Вся территория страны расположена в пределах большого Западно-Сибирского артезианского бассейна, в котором гидрогеологами выделяется несколько бассейнов второго порядка: Тобольский, Иртышский, Кулундинско-Барнаульский, Чулымский, Обский и др. В связи с большой мощностью покрова рыхлых отложений, состоящего из чередования водопроницаемых (пески, песчаники) и водоупорных пород, для артезианских бассейнов характерно значительное количество водоносных горизонтов, приуроченных к свитам различного возраста — юрским, меловым, палеогеновым и четвертичным. Качество подземных вод этих горизонтов весьма различно. В большинстве случаев артезианские воды глубоких горизонтов минерализованы сильнее, чем залегающие ближе к поверхности.
В некоторых водоносных горизонтах Обского и Иртышского артезианских бассейнов на глубине 1000—3000 м встречаются горячие соленые воды, чаще всего хлоридного кальциево-натриевого состава. Их температура от 40 до 120°, суточный дебит скважин достигает 1—1,5 тыс. м3, а общие запасы — 65 000 км3; такие напорные воды могут быть использованы для отопления городов, парников и теплиц.
Подземные воды засушливых степных и лесостепных районов Западной Сибири имеют большое значение для водоснабжения. Во многих районах Кулундинской степи для извлечения их построены глубокие трубчатые колодцы. Используются и грунтовые воды четвертичных отложений; однако в южных районах в связи с климатическими условиями, слабой дренированностью поверхности и медленной циркуляцией они нередко сильно засолены.
Поверхность Западно-Сибирской равнины дренируется многими тысячами рек, общая длина которых превышает 250 тыс. км. Эти реки выносят в Карское море ежегодно около 1200 км3 воды — в 5 раз больше, чем Волга. Густота речной сети не очень велика и меняется в разных местах в зависимости от рельефа и климатических особенностей: в бассейне Тавды она достигает 350 км, а в Барабинской лесостепи — всего 29 км на 1000 км2. Некоторые южные районы страны общей площадью более 445 тыс. км2 относятся к территориям замкнутого стока и отличаются обилием бессточных озер.
Основные источники питания большинства рек — талые снеговые воды и летне-осенние дожди. В соответствии с характером источников питания сток по сезонам неравномерен: примерно 70—80% его годовой суммы приходится на весну и лето. Особенно много воды стекает в период весеннего половодья, когда уровень крупных рек поднимается на 7—12 м (в низовьях Енисея даже до 15—18 м). В течение длительного времени (на юге — пяти, и на севере — восьми месяцев) западносибирские реки скованы льдом. Поэтому на зимние месяцы приходится не более 10% годового стока.
Для рек Западной Сибири, в том числе самых крупных — Оби, Иртыша и Енисея, характерны незначительные уклоны и малая скорость течения. Так, например, падение русла Оби на участке от Новосибирска до устья на протяжении 3000 км равно всего 90 м, а скорость ее течения не превышает 0,5 м/сек.
Важнейшая водная артерия Западной Сибири — река Обь со своим крупным левым притоком Иртышом. Обь принадлежит к числу величайших рек земного шара. Площадь ее бассейна составляет почти 3 млн. км2, а длина — 3676 км. Бассейн Оби располагается в пределах нескольких географических зон; в каждой из них характер и густота речной сети различны. Так, на юге, в лесостепной зоне, Обь принимает сравнительно немного притоков, но в полосе тайги их количество заметно увеличивается.
Ниже впадения Иртыша Обь превращается в мощный поток шириной до 3—4 км. Вблизи же устья ширина реки местами доходит до 10 км, а глубина — до 40 м. Это одна из самых многоводных рек Сибири; она приносит за год в Обскую губу в среднем 414 км3 воды.
Обь — типичная равнинная река. Уклоны ее русла невелики: падение в верхней части обычно равно 8—10 см, а ниже устья Иртыша не превышает 2—3 см на 1 км течения. За весну и лето сток Оби около Новосибирска составляет 78% годового; вблизи устья (у Салехарда) распределение стока по сезонам таково: зима — 8,4%, весна — 14,6, лето — 56 и осень — 21%.
Шесть рек бассейна Оби (Иртыш, Чулым, Ишим, Тобол, Кеть и Конда) имеют длину более 1000 км; протяженность даже некоторых притоков второго порядка иногда превышает 500 км.
Наиболее крупный из притоков — Иртыш, длина которого составляет 4248 км. Истоки его лежат за пределами Советского Союза, в горах Монгольского Алтая. На значительной части своего точения Иртыш пересекает степи Северного Казахстана и вплоть до Омска почти не имеет притоков. Лишь в низовьях, уже в пределах тайги, в него впадает несколько крупных рек: Ишим, Тобол и др. На всем протяжении Иртыш судоходен, но в верховьях летом, в период низкого уровня воды, судоходство затруднено из-за многочисленных перекатов.
Вдоль восточной границы Западно-Сибирской равнины протекает Енисей — самая многоводная река Советского Союза. Длина ее 4091 км (если же считать за исток реку Селенгу, то 5940 км); площадь бассейна почти 2,6 млн. км2. Так же как и у Оби, бассейн Енисея вытянут в меридиональном направлении. Все крупные его правые притоки протекают по территории Среднесибирского плоскогорья. С плоских же заболоченных водоразделов Западно-Сибирской равнины начинаются лишь более короткие и немноговодные левые притоки Енисея.
Енисей берет начало в горах Тувинской АССР. В верхнем и среднем течении, где река пересекает сложенные коренными породами отроги Саян и Среднесибирского плоскогорья, в ее русле встречаются пороги (Казачинский, Осиновский и др.). После впадения Нижней Тунгуски течение становится более спокойным и медленным, а в русле появляются песчаные острова, разбивающие реку на протоки. Енисей впадает в широкую Енисейскую губу Карского моря; ширина его вблизи устья, расположенного у Бреховских островов, доходит до 20 км.
Для Енисея характерны большие колебания расходов по сезонам года. Минимальный зимний расход его вблизи устья — около 2500 м3/сек, максимальный в период половодья превышает 132 тыс. м3/сек при среднегодовом около 19 800 м3/сек. За год река выносит к своему устью более 623 км3 воды. В низовьях глубина Енисея очень значительна (местами 50 м). Это дает возможность морским судам подниматься вверх по реке более чем на 700 км и доходить до Игарки.
На Западно-Сибирской равнине располагаются около одного миллиона озер, общая площадь которых составляет более 100 тыс. км2. По происхождению котловин они разделяются на несколько групп: занимающие первичные неровности равнинного рельефа; термокарстовые; моренно-ледниковые; озера речных долин, которые в свою очередь делятся на пойменные и старичные. Своеобразные озера — «туманы» — встречаются в приуральской части равнины. Они располагаются в широких долинах, разливаются весной, резко сокращая свои размеры летом, и к осени многие вообще исчезают. В лесостепных и степных районах Западной Сибири есть озера, заполняющие суффозионные или тектонические котловины.
Равнинный рельеф Западной Сибири способствует ярко выраженной зональности в распределении почв и растительного покрова. В пределах страны располагаются постепенно сменяющие одна другую тундровая, лесотундровая, лесоболотная, лесостепная и степная зоны. Географическая зональность напоминает, таким образом, в общих чертах систему зональности Русской равнины. Однако зоны Западно-Сибирской равнины обладают и рядом местных специфических особенностей, заметно отличающих их от аналогичных зон Восточной Европы. Типичные зональные ландшафты располагаются здесь на расчлененных и лучше дренируемых плакорных и приречных участках. На слабодренированных междуречных пространствах, сток с которых затруднен, а почвы обычно сильно увлажнены, в северных провинциях преобладают болотные ландшафты, а на юге — ландшафты, формирующиеся под влиянием засоленных грунтовых вод. Таким образом, здесь значительно большую, чем на Русской равнине, роль в распределении почв и растительного покрова играют характер и густота расчленения рельефа, обусловливающие существенные различия в режиме увлажнения почв.
Поэтому в стране существуют как бы две самостоятельные системы широтной зональности: зональность дренированных участков и зональность недренированных междуречий. Наиболее отчетливо эти различия проявляются в характере почв. Так, на дренированных участках лесоболотной зоны формируются главным образом сильно оподзоленные почвы под хвойной тайгой и дерново-подзолистые под березовыми лесами, а на соседних недренированных местах — мощные подзолы, болотные и лугово-болотные почвы. Дренированные пространства лесостепной зоны заняты чаще всего выщелоченными и деградированными черноземами или темно-серыми оподзоленными почвами под березовыми колками; на недренированных же участках они сменяются болотными, солончаковатыми или лугово-черноземными почвами. На плакорных участках степной зоны преобладают или обыкновенные черноземы, отличающиеся повышенной тучностью, небольшой мощностью и языковатостью (неоднородностью) почвенных горизонтов, или каштановые почвы; на плохо дренированных участках среди них обычны пятна солодей и осолоделых солонцов или солонцеватых лугово-степных почв.
Фрагмент участка заболоченной тайги Сургутского Полесья (по В. И. Орлову)
Есть и некоторые другие особенности, отличающие зоны Западной Сибири от зон Русской равнины. В тундровой зоне, простирающейся значительно севернее, чем на Русской равнине, большие площади заняты арктическими тундрами, которые отсутствуют в материковых районах Европейской части Союза. Древесная растительность лесотундры представлена главным образом сибирской лиственницей, а не елью, как в районах, лежащих западнее Урала.
В лесоболотной зоне, 60% площади которой занято болотами и слабодренированными заболоченными лесами 1, преобладают массивы сосновых боров, занимающие 24,5% лесопокрытой площади, и березняки (22,6%), главным образом вторичные. Меньшие площади покрыты влажной темнохвойной тайгой из кедра (Pinus sibirica), пихты (Abies sibirica) и ели (Picea obovata). Широколиственные породы (за исключением липы, изредка встречающейся в южных районах) в лесах Западной Сибири отсутствуют, в связи с чем здесь нет зоны широколиственных лесов.
1 Именно по этой причине зона и называется в Западной Сибири лесоболотной.
Увеличение континентальности климата обусловливает относительно резкий по сравнению с Русской равниной переход от лесоболотных ландшафтов к сухим степным пространствам южных районов Западно-Сибирской равнины. Поэтому ширина лесостепной зоны в Западной Сибири намного меньше, чем на Русской равнине, а из древесных пород в ней встречаются главным образом береза и осина.
Западно-Сибирская равнина целиком входит в состав переходной Евросибирской зоогеографической подобласти Палеарктики. Здесь известно 478 видов позвоночных, из них 80 видов млекопитающих. Фауна страны молода и по своему составу мало отличается от фауны Русской равнины. Лишь в восточной половине страны встречаются некоторые восточные, заенисейские формы: джунгарский хомячок (Phodopus sungorus), бурундук (Eutamias sibiricus) и др. В последние годы фауна Западной Сибири обогатилась акклиматизированными здесь ондатрой (Ondatra zibethica), зайцем-русаком (Lepus europaeus), американской норкой (Lutreola vison), белкой-телеуткой (Sciurus vulgaris exalbidus), а в ее водоемы завезены сазан (Cyprinus carpio) и лещ (Abramis brama).
Естественные богатства Западной Сибири издавна служат основой развития различных отраслей хозяйства. Здесь имеются десятки миллионов гектаров хороших пахотнопригодных земель. Особенно большую ценность представляют земельные угодья степной и лесе степной зон с их благоприятным для сельского хозяйства климатом и высокоплодородными черноземами, серыми лесными и несолонцеватыми каштановыми почвами, которые занимают более 10% площади страны. Благодаря равнинности рельефа освоение земель южной части Западной Сибири не требует больших капитальных затрат. По этой причине они были одними из первоочередных районов освоения целинных и залежных земель; за последние годы здесь вовлечено в севооборот более 15 млн. га новых земель, увеличилось производство зерна и технических культур (сахарной свеклы, подсолнечника и т. д.). Земли, расположенные севернее, даже в южнотаежной полосе, используются еще недостаточно и являются хорошим резервом для освоения в ближайшие годы. Однако для этого потребуются уже значительно большие затраты труда и средств на осушение, раскорчевку и расчистку земель от кустарников.
Высокую хозяйственную ценность представляют пастбища лесоболотной, лесостепной и степной зон, особенно заливные луга по доли нам Оби, Иртыша, Енисея и их крупных притоков. Обилие естественных лугов создает здесь прочную базу для дальнейшего развития животноводства и значительного повышения его продуктивности. Важное значение для развития оленеводства имеют ягельные пастбища тундры и лесотундры, занимающие в Западной Сибири более 20 млн. га; на них выпасается более полумиллиона домашних оленей.
Значительная часть равнины занята лесами — березовыми, сосновыми, кедровыми, пихтовыми, еловыми и лиственничными. Общая лесопокрытая площадь превышает в Западной Сибири 80 млн. га; запас древесины около 10 млрд. м3, а ежегодный ее прирост — свыше 10 млн. м3. Здесь располагаются ценнейшие лесные массивы, которые дают древесину для различных отраслей народного хозяйства. Наиболее широко используются в настоящее время леса вдоль долин Оби, низовьев Иртыша и некоторых их судоходных или сплавных Притоков. Но многие леса, в том числе особенно ценные массивы кондовой сосны, находящиеся между Уралом и Обью, освоены еще слабо.
Десятки крупных рек Западной Сибири и сотни их притоков служат важными судоходными магистралями, связывающими южные районы с крайним севером. Общая длина судоходных рек превышает 25 тыс. км. Примерно такова же и протяженность рек, по которым осуществляется сплав древесины. Полноводные реки страны (Енисей, Обь, Иртыш, Томь и др.) обладают большими энергетическими ресурсами; при полном использовании они могли бы обеспечить получение более 200 млрд. кВт·ч электроэнергии в год. Первая крупная Новосибирская ГЭС на реке Оби мощностью 400 тыс. кВт вступила в строй в 1959 г.; выше ее создано водохранилище площадью 1070 км2. В дальнейшем предполагается сооружение ГЭС на Енисее (Осиновской, Игарской), в верховьях Оби (Каменской, Батуринской), на Томи (Томской).
Воды больших западносибирских рек могут быть использованы также для орошения и обводнения полупустынных и пустынных областей Казахстана и Средней Азии, уже сейчас испытывающих значительный недостаток водных ресурсов. В настоящее время проектные организации разрабатывают основные положения и технико-экономическое обоснование переброски части стока сибирских рек в бассейн Аральского моря. Согласно предварительным изысканиям, осуществление первой очереди этого проекта должно обеспечить ежегодную переброску 25 км3 воды из Западной Сибири в Среднюю Азию. С этой целью на Иртыше, вблизи Тобольска, намечается создать крупное водохранилище. От него на юг вдоль долины Тобола и по Тургайскому понижению в бассейн Сырдарьи к создаваемым там водохранилищам пойдет Обь-Каспийский канал длиной более 1500 км. Подъем воды на Тоболо-Аральский водораздел предполагается осуществлять системой мощных насосных станций.
На следующих этапах осуществления проекта объем ежегодно перебрасываемой воды может быть доведен до 60—80 км3. Поскольку вод Иртыша и Тобола для этого будет уже недостаточно, работы второй очереди предусматривают сооружение плотин и водохранилищ на верхней Оби, а возможно, на Чулыме и Енисее.
Естественно, что изъятие из Оби и Иртыша десятков кубических километров воды должно сказаться на режиме этих рек в их среднем и нижнем течении, а также на изменениях ландшафтов территорий, прилегающих к проектируемым водохранилищам и каналам переброски. Прогнозирование характера этих изменений занимает сейчас видное место в научных исследованиях сибирских географов.
Еще совсем недавно многие геологи, основываясь на представлении об однообразии слагающих равнину мощных толщ рыхлых отложений и казавшейся простоте ее тектонической структуры, весьма осторожно оценивали возможность открытия в ее недрах каких-либо ценных полезных ископаемых. Однако проведенные в последние десятилетия геологические и геофизические исследования, сопровождавшиеся бурением глубоких скважин, показали ошибочность прежних представлений о бедности страны полезными ископаемыми и позволили совершенно по-новому представить перспективы использования ее минерально-сырьевых ресурсов.
В результате этих исследований в толщах мезозойских (главным образом юрских и нижнемеловых) отложений центральных районов Западной Сибири открыто уже более 120 месторождений нефти. Основные нефтеносные площади располагаются в Среднем Приобье — в Нижневартовском (в том числе Самотлорское месторождение, на котором можно добывать нефти до 100—120 млн. т/год), Сургутском (Усть-Балыкское, Западно-Сургутское и др.) и Южно-Балыкском (Мамонтовское, Правдинское и др.) районах. Кроме того имеются месторождения в Шаимском районе, в приуральской части равнины.
В последние годы на севере Западной Сибири — в низовьях Оби, Таза и на Ямале — открыты также крупнейшие месторождения природного газа. Потенциальные запасы некоторых из них (Уренгойского, Медвежьего, Заполярного) составляют несколько триллионов кубометров; добыча газа на каждом может достигать 75—100 млрд. м3 в год. В целом же прогнозные запасы газа в недрах Западной Сибири оцениваются в 40—50 трлн. м3, в том числе по категориям A+B+C1 — более 10 трлн. м3.
Нефтяные и газовые месторождения Западной Сибири
Открытие как месторождений нефти, так и газа имеет большое значение для развития хозяйства Западной Сибири и соседних экономических районов. Тюменская и Томская области превращаются в важные районы нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Уже в 1975 г. здесь добывалось более 145 млн. т нефти и десятки миллиардов кубометров газа. Для доставки нефти к районам потребления и переработки построены нефтепроводы Усть-Балык — Омск (965 км), Шаим — Тюмень (436 км), Самотлор — Усть-Балык — Курган — Уфа — Альметьевск, по которому нефть получила выход в Европейскую часть СССР — к местам ее наибольшего потребления. С этой же целью построены железная дорога Тюмень — Сургут и газопроводы, по которым природный газ западносибирских месторождений идет на Урал, а также в центральные и северо-западные районы Европейской части Советского Союза. В прошлой пятилетке закончено сооружение гигантского супергазопровода Сибирь — Москва (его протяженность более 3000 км), по которому газ месторождения Медвежьего поступает в Москву. В дальнейшем газ Западной Сибири пойдет по трубопроводам и в страны Западной Европы.
Стали известны также месторождения бурых углей, приуроченные к мезозойским и неогеновым отложениям окраинных районов равнины (Северо-Сосьвинский, Енисейско-Чулымский и Обь-Иртышский бассейны). Западная Сибирь обладает и колоссальными запасами торфа. В ее торфяниках, общая площадь которых превышает 36,5 млн. га, заключено немногим меньше 90 млрд. т воздушно-сухого торфа. Это почти 60% всех торфяных ресурсов СССР.
Геологические исследования привели к открытию месторождении и других полезных ископаемых. На юго-востоке, в верхнемеловых и палеогеновых песчаниках окрестностей Колпашева и Бакчара, открыты крупные месторождения оолитовых железных руд. Они залегают сравнительно неглубоко (150—400 м), содержание железа в них — до 36—45%, а прогнозные геологические запасы Западно-Сибирского железорудного бассейна оцениваются в 300—350 млрд. т, в том числи в одном Бакчарском месторождении — 40 млрд. т. В многочисленных соленых озерах на юге Западной Сибири сосредоточены сотни миллионов тонн поваренной и глауберовой соли, а также десятки миллионов тонн соды. Кроме того, Западная Сибирь обладает громадными запасами сырья для производства строительных материалов (песка, глин, мергелей); по ее западной и южной окраинам встречаются месторождения известняков, гранитов, диабазов.
Западная Сибирь — один из важнейших экономико-географических районов СССР. На ее территории живет около 14 млн. человек (средняя плотность населения — 5 человек на 1 км2) (1976 г.). В городах и рабочих поселках есть машиностроительные, нефтеперерабатывающие и химические заводы, предприятия лесной, легкой и пищевой промышленности. Большое значение в экономике Западной Сибири имеют различные отрасли сельского хозяйства. Здесь производится около 20% товарного зерна СССР, значительное количество различных технических культур, много масла, мяса и шерсти.
Решениями XXV съезда КПСС намечен дальнейший гигантский рост хозяйства Западной Сибири и существенное повышение ее значения в экономике нашей страны. В ближайшие годы в ее пределах предполагается создать новые энергетические базы на основе использования месторождений дешевых углей и гидроэнергетических ресурсов Енисея и Оби, развить нефтегазовую промышленность, создать новые центры машиностроения и химии.
Основные направления развития народного хозяйства намечают продолжить формирование Западно-Сибирского территориально-производственного комплекса, превратить Западную Сибирь в главную базу СССР по добыче нефти и газа. В 1980 г. здесь будет добываться 300—310 млн. т нефти и до 125—155 млрд. м3 природного газа (около 30% добычи газа в нашей стране).
Намечается продолжить строительство Томского нефтехимического комплекса, ввести в действие первую очередь Ачинского нефтеперерабатывающего завода, развернуть строительство Тобольского нефтехимического комплекса, построить заводы по переработке нефтяного газа, систему мощных трубопроводов для транспортировки нефти и газа из северо-западных районов Западной Сибири в Европейскую часть СССР и к нефтеперерабатывающим заводам восточных районов страны, а также железную дорогу Сургут-Нижневартовск и начать строительство железной дороги Сургут-Уренгой. Заданиями пятилетнего плана предусматривается ускорить разведку месторождений нефти, природного газа и конденсата в Среднем Приобье и на севере Тюменской области. Существенно возрастет также заготовка древесины, производство зерна и продуктов животноводства. В южных районах страны намечается осуществить ряд крупных мелиоративных мероприятий — оросить и обводнить большие массивы земель Кулунды и Прииртышья, начать строительство второй очереди Алейской системы и Чарышского группового водопровода, соорудить осушительные системы в Барабе.