Geomorfologiâ i paleogeografiâGeomorfologiâ i paleogeografiâГеоморфология и палеогеография2949-17892949-1797The Russian Academy of Sciences66068010.31857/S2949178923010073ArticlesСтатьиResearch ArticleMorphometric analysis of the large en- closed depression of the Southern East European plainМорфометрический анализ крупнозападинного рельефа на юге Восточно-Евро-пейской равниныKonstantinovE. A.КонстантиновЕ. А.
Russian Federation
xenia.filippova@igras.ruZakharovA. L.ЗахаровА. Л.
Russian Federation
xenia.filippova@igras.ruSeleznevaE. V.СелезневаЕ. В.
Russian Federation
xenia.filippova@igras.ruFilippovaK. G.ФилипповаК. Г.
Russian Federation
xenia.filippova@igras.ruInstitute of Geography RASИнститут географии РАНObukhov Institute of Atmospheric Physics RASИнститут физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН140320235419911122022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2949-1789/article/view/660680

The results of morphometric analysis based on the SRTM digital elevation model of large enclosed depressions (LEDs) of controversial origin, commonly found on the loess interfluves in the Northern Black Sea region, around the Sea of Azov, at the Western flanks of Caucus Mountains and in the Lower Don basin, are presented in the paper. We have registered 312 LEDs landforms. The morphometric characteristics of landforms vary from 0.4 to 216 km2 for area, from 1 to 21 m for depth, from 0.5 to 13.3 km for width, from 0.7 to 27.5 km for length, from 1 to 4 for elongation coefficient, and from 3.3 to 103.3 m a.s.l for height. The most common depressions have the following parameters: area – 2–4 km2; depth – 2–3 m; width – 1.0–1.5 km; length – 2.5–3.0 km; elongation coefficient – 1.2–1.4; height – 15–20 m a.s.l. There is a correlation between the area and depth of the depressions. The depressions' shape is mostly elongated, e. g. teardrop-shaped, eggshaped, elliptical, triangular, and rarely round. The sharp ends of the egg-shaped depressions always tend to point to the north, and the blunt ones – to the south. We grouped the depressions into seven restricted sites where the differences in size and other morphological features of the LEDs are very small. Within all sites, there is a high consistency of orientation of the long axes of the depressions. The largest depressions around the Sea of Azov and the Western flanks of Caucus Mountains are characterized by longitudinal ridges confined to western side of LEDs. Comparison analysis of sites demonstrated a fan-shaped pattern in changing of the long axes orientation from the NW in the Northern Black Sea region; to the East in the Azov Sea region; to the N in the Western flanks of Caucus Mountains; and the NE in the Central flanks of Caucus Mountains. A radial-centripetal pattern of the erosion network is observed across the territories where LEDs are distributed. Small erosive forms flowing into the center of depressions are represented by very flat and wide gullies and hollows with intermitted channel flow. Such morphological characteristics suggest the relict origin of the erosional forms and, as a result, indicates the pre-Holocene age of the depressions themselves. Morphological and geological data suggests that wind erosion was probably the main factor in the formation of LEDs.

На основе цифровой модели рельефа SRTM произведен анализ морфометрических характеристик крупных замкнутых депрессий (крупных западин) проблематичного генезиса, распространенных на лёссовых междуречьях Северного Причерноморья, Приазовья, Западного Предкавказья и бассейна Нижнего Дона. Нами было зарегистрировано 312 таких форм. Установлено, что площадь западин изменяется от 0.4 до 216 км2, глубина от 1 до 21 м, ширина от 0.5 до 13.3 км, длина от 0.7 до 27.5 км, коэффициент удлиненности от 1 до 4, высота от 3.3 до 103.3 м над у. м. Наиболее часто встречаемые западины имеют следующие параметры: площадь – 2–4 км2; глубина – 2–3 м; ширина – 1.0–1.5 км; длина – 2.5–3.0 км; коэффициент удлиненности – 1.2–1.4; высота 15–20 м абс. Обнаружена корреляция между площадью и глубиной западин. Форма западин в основном удлиненная – каплевидная, яйцевидная, эллиптическая, треугольная, редко – круглая. “Острые” концы яйцевидных впадин всегда тяготеют к северному направлению, а “тупые” – к южному. Западины были сгруппированы нами по семи ограниченным ареалам, внутри которых эти формы отличаются небольшой спецификой размеров и морфологических черт. Внутри всех ареалов наблюдается высокая согласованность ориентировки длинных осей западин. Для самых крупных западин Приазовья и Предкавказья характерны продольные гряды, приуроченные к западному борту этих форм. При сравнении ареалов установлено веерообразное изменение направления длинных осей – от СЗ в Северном Причерноморье и Восточном Приазовье до С в Западном Предкавказье и СВ в Центральном Предкавказье. На территориях распространения западин наблюдается радиально-центростремительный рисунок эрозионной сети. Впадающие в западины малые эрозионные формы представлены очень пологими и широкими балками и ложбинами, которые лишены постоянного руслового стока. Такая морфология (отсутствие признаков молодой эрозии) говорит в пользу реликтовой природы эрозионных форм и, как следствие, указывает на доголоценовый возраст самих западин. Геолого-географические особенности распространения крупно-западинного рельефа в совокупности с морфологией западин позволяют предполагать дефляционную природу этого комплекса рельефа.

loess plainsenclosed depressionsmorphometric analysisлёссовые равниныморфометрический анализ рельефакрупные западиныРНФRSF19-77-00103Правительство РФGovernment of RFFMWS-2019-0008Balaev L.G. and Tsarev P.V. Lessovye porody Tsentralʼnogo i Vostochnogo Predkavkazʼya (Loess rocks of the Central and Eastern Ciscaucasia). Moscow: Nauka (Publ.), 1964. 246 p. (in Russ.)Балаев Л.Г. , Царев П.В. Лёссовидные породы Центрального и Восточного Предкавказья. М .: Наука , 1964 . 246 с .Bulavin B.P. Pluvial era relics in the Black Sea region. Relʼef and Landshafty . Moscow: MSU (Publ.), 1977. P. 172–173. (in Russ.)Булавин Б.П. Реликты плювиальной эпохи в Причерноморье // Рельеф и ландшафты. М .: Изд-во МГУ , 1977 . С . 169 – 174 .Denisov N.Ya. O prirode prosadochnykh yavlenii v lessovidnykh suglinkakh (On the nature of subsidence phenomena in the loess-like loam). Moscow: Sovetskaya nauka (Publ.), 1946. 176 p. (in Russ.)Величко А.А. Природный процесс в плейстоцене // К IX конгрессу INQUA. Новая Зеландия. М .: Наука , 1973 . 256 с .Farr T.G., Rosen P.A., Caro E., Crippen R., Duren R., Hensley S., Kobrick M., Paller M., Rodriguez E., Roth L., Seal D., Shaffer S., Shimada J., Umland J., Werner M., Oskin M., Burbank D., and Alsdorf D. The shuttle radar topography mission. Reviews of geophysics. 2007. Vol. 45. RG2004. https://doi.org/10.1029/2005RG000183Величко А.А. , Катто Н.Р. , Тесаков А.С. , Титов В.В. , Морозова Т.Д. , Семенов В.В. , Тимирева С.Н. Особенности строения плейстоценовой лёссово-почвенной формации юга Русской равнины по материалам Восточного Приазовья // ДАН . 2009 . Т . 428 . № 6 . С . 815 – 819 .Haase D., Fink J., Haase G., Ruske R., Pécsi M., Richter H., Altermann M., and Jäger K.-D. Loess in Europe – Its spatial distribution based on a European Loess Map, scale 1:2500000. Quaternary Science Reviews. 2007. Vol. 26 (9–10). P. 1301–1312. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2007.02.003Величко А.А. , Константинов Е.А. Опыт реконструкции плейстоценовой морфодинамики плакоров Северного Приазовья (ключевой участок Мелекино, Донецкая область Украины) // Геоморфология. 2013 . № 3 . С . 51 – 61 . 10.15356/0435-4281-2013-3-51-61Kanonnikov A.M. Priroda Kubani i Prichernomorʼya (The nature of the Kuban and the Black Sea regions). Krasnodar: Krasnodarskoe knizhnoe izdatelʼstvo, 1977. 112 p. (in Russ.)Востриков Н.Г. Просадочные процессы и их формы рельефа на территории Прикубанской равнины: особенности и распространение. Автореферат дис. … канд. геогр. наук. Краснодар . 2012 . 24 с .Kaveev T.S. Loess of irrigation area of the Rostov region. Trudy Komissii po izucheniyu chetvertichnogo perioda. Vol. 13. Moscow: AN SSSR (Publ.), 1957. P. 263–270. (in Russ.)Денисов Н.Я. О природе просадочных явлений в лёссовидных суглинках. М.: Советская наука , 1946 . 176 с .Kleschenkov A. The use of digital elevation model for study of the paleogeography of the Azov sea region. Abstracts of 2010 annual meeting INQUA-SEQS . Rostov-on-Don. 2010. P. 72–74.Захаров А.Л. , Константинов Е.А. Морфология западинного рельефа Восточного Приазовья // Геоморфологи. Новое поколение. Вып. 2. М .: Медиа-ПРЕСС , 2013 . С . 5 – 13 .Kochetov N.I. Subsidence landforms in Western Ciscaucasia. Geomorfologiya . 1978. No. 4. P. 73–75. (in Russ.)Захаров А.Л. , Константинов Е.А. Строение крупных западин лёссовых междуречий Восточного Приазовья (на примере “Червоной пади”) // Изв. РАН. Серия географическая. 2019 . № 4 . С . 85 – 96 . 10.31857/S2587-55662019485-96Konstantinov E.A., Velichko A.A., Kurbanov R.N., and Zakharov A.L. Middle to Late Pleistocene topography evolution of the north-eastern Azov region. Quaternary International. 2018. Vol. 456. P. 72–84. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.04.014Кавеев Т.С. Лёссы территории орошения Ростовской области // Труды комиссии по изучению четвертичного периода. Т. XIII . М .: Изд-во АН СССР , 1957 . С . 263 – 270 .Larionov A.K. The mechanism and the nature of subsidence and its role in the relief formation. Sovremennye ekzogennye protsessy relʼefoobrazovaniya . Moscow: Nauka (Publ.), 1970. P. 179–188. (in Russ.)Канонников А.М. Природа Кубани и Причерноморья. Краснодар: Краснодарск. кн. изд-во , 1977 . 112 с .Levandovskiy P.A. Geomorphology and geomorphological zoning of the Azov lowland. Uchenye zapiski Krasnodarskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo instituta . 1956. Vol. 17. P. 19–32. (in Russ.)Кочетов Н.И. Просадочные формы рельефа в Западном Предкавказье // Геоморфология. 1978 . № 4 . С . 73 – 75 .Lisitsin K.I. On the deformation of loamy soils of the Ciscaucasia, in connection with the issue of the formation of steppe saucers. Materialy Sev.-Kavkaz. geologorazvedochnogo tresta . 1932. No. 1. P. 1–19 p. (in Russ.)Ларионов А.К. Механизм и природа просадок и их роль в рельефообразовании // Современные экзогенные процессы рельефообразования. М .: Наука , 1970 . С . 179 – 187 .Molodykh I.I. Inzhenerno-geologicheskie osnovy izucheniya territorii regionalʼnogo rasprostraneniya zapadinnykh form relʼefa ukrainskoi chasti Russkoi platformy v svyazi s meliorativnym stroitelʼstvom (The engineering-geological basis for studying the territories of the regional distribution of large depressions of the Ukrainian part of the Russian platform in connection with land reclamation). Doctoral Thesis . Kiev: Akademiya nauk Ukrainskoi SSR (Publ.), 1982. 207 p. (in Russ.)Левандовский П.А. Геоморфология и геоморфологическое районирование Приазовской низменности // Уч. зап. Краснодарского гос. пед. ин-та. Естеств.-геогр. ф-т. 1956. Вып. 17. С. 19–32.Rodriguez E., Morris C.S., and Belz J.E. A global assessment of the SRTM performance. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. 2006. Vol. 72 (3). P. 249–260. https://doi.org/10.14358/PERS.72.3.249Лисицин К.И. О деформациях суглинистых грунтов Предкавказья в связи с вопросом об образовании степных блюдец // Мат-лы Сев.-Кавказ. геологоразведочного треста. 1932. № 1. С. 1–19 с.Rubinshtein A.L. Gruntovedenie, osnovaniya i fundamenty (Soil and rock engineering, beds and foundations). Moscow: Sel’khozgiz (Publ.), 1961. 312 p. (in Russ.)Молодых И.И. Инженерно-геологические основы изучения территорий регионального распространения западинных форм рельефа украинской части русской платформы в связи с мелиоративным строительством. Дис. … докт. геол.-мин. наук. Киев: Изд. АН УССР , 1982 . 207 с .Safronov I.N. Geomorfologiya Severnogo Kavkaza i Nizhnego Dona (Geomorphology of the North Caucasus and the Lower Don). Krasnodar: Kubanskii gosudarstvennyi universitet (Publ.), 1987. 275 p. (in Russ.)Рубинштейн A.Л. Грунтоведение, основания и фундаменты. М.: Изд-во сельскохоз. лит-ры , 1961 . 312 с .Safronov I.N. Geomorphology of the Western and Central Ciscaucasia. Voprosy geografii severo-zapadnogo Kavkaza i Predkavkaz’ya . Krasnodar: Kubanskii gosudarstvennyi universitet (Publ.), 1973. P. 4–39. (in Russ.)Сафронов И.Н. Геоморфология западного и центрального Предкавказья // Вопросы геогр. С-З Кавказа и Предкавказья. Краснодар: Изд-во Кубанск. гос. ун-та , 1973 . С. 4–39 .Shchukin I.S. Chetyrekh”yazychnyi entsiklopedicheskii slovarʼ terminov po fizicheskoi geografii (Four-language Encyclopedic Dictionary of Terms in Physical Geography). Moscow: Sovetskaya entsiklopediya (Publ.), 1980. 703 p. (in Russ.)Сафронов И.Н. Геоморфология Северного Кавказа и Нижнего Дона. Ростов-н/Д: Изд-во Ростовск. ун-та , 1987 . 160 с .Tesakov A.S., Dodonov A.E., Titov V.V., and Trubikhin V.M. Plio-Pleistocene geological record and small mammal faunas, eastern shore of the Azov Sea, Southern European Russia. Quaternary International. 2007. Vol. 160(1). P. 57–69. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2006.09.009Щукин И.С. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии: русско-англо-немецко-французский. М.: Сов. энциклопедия, 1980. 703 с.Velichko A.A. Environmental process in Pleistocene. Proceedings of IX INQUA congress, New Zealand. Мoscow: Nauka (Publ.), 1973. 256 p. (in Russ.)FarrT.G.,RosenP.A.,CaroE.,CrippenR.,DurenR.,HensleyS.,KobrickM.,PallerM.,RodriguezE.,RothL.,SealD.,ShafferS.,ShimadaJ.,UmlandJ.,WernerM.,OskinM.,BurbankD., andAlsdorfD. The shuttle radar topography mission // Reviews of geophysics. 2007. Vol. 45. RG2004. https://doi.org/10.1029/2005RG000183Velichko A.A. Loess-paleosol formation on the Russian Plain. Quaternary International. 1990. Vol. 7–8. P. 103–114. https://doi.org/10.1016/1040-6182(90)90044-5HaaseD.,FinkJ.,HaaseG.,RuskeR.,PécsiM.,RichterH.,AltermannM., andJägerK.-D. Loess in Europe – Its spatial distribution based on a European Loess Map, scale 1: 2 500 000 // Quaternary Science Reviews. 2007. Vol. 26 (9–10). P. 1301–1312. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2007.02.003Velichko A.A., Catto N., Tesakov A.S., Titov V.V., Morozova T.D., Semenov V.V., and Timireva S.N. Structural specificity of Pleistocene loess and soil formation of the southern Russian plain according to materials of eastern Priazovie. Doklady Earth Sciences . 2009. Vol. 429. No. 1. P. 1364–1368.Kleschenkov A. The use of digital elevation model for study of the paleogeography of the Azov sea region // Abstracts of 2010 annual meeting INQUA-SEQS. Rostov-on-Don. 2010. P. 72–74.Velichko A.A., Morozova T.D., Borisova O.K., Timireva S.N., Semenov V.V., Kononov Y.M., Konstantinov E.A., Kurbanov R.N., Titov V.V., and Tesakov A.S. Development of the steppe zone in southern Russia based on the reconstruction from the loess-soil formation in the Don–Azov Region. Doklady Earth Sciences. 2012. Vol. 445. P. 999–1002. https://doi.org/10.1134/S1028334X12080107KonstantinovE.A.,VelichkoA.A.,KurbanovR.N., andZakharovA.L. Middle to Late Pleistocene topography evolution of the North-Eastern Azov region // Quaternary International. 2018. Vol. 456. P. 72–84. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.04.014Velichko A.A., Konstantinov E.A. Experience in Reconstruction of the Pleistocene Morphodynamics of Plakors in the Northern Sea of Azov Region (Key Area Melekino, Donetsk Region of Ukraine). Geomorfologiya. 2013. No. 3. P. 51–61. (in Russ.) https://doi.org/10.15356/0435-4281-2013-3-51-61MaznevaE.,KonstantinovE.,ZakharovA.,SychevN.,TkachN.,KurbanovR.,SedaevaK., andMurrayA. Middle and Late Pleistocene loess of the Western Ciscaucasia: Stratigraphy, lithology and composition // Quaternary International. 2021. Vol. 590. P. 146–163. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2020.11.039Vostrikov N.G. Prosadochnye protsessy i ikh formy relʼefa na territorii Prikubanskoi ravniny: osobennosti i rasprostranenie (Subsidence processes and landforms on the territory of Kuban plain: characteristics and distribution). PhD Thesis . Krasnodar: Kubanskii gosudarstvennyi universitet (Publ.), 2012. 195 p. (in Russ.)RodriguezE.,MorrisC.S., andBelzJ.E. A global assessment of the SRTM performance // Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. 2006. Vol. 72 (3). P. 249–260. https://doi.org/10.14358/PERS.72.3.249Zakharov A.L. and Konstantinov E.A. Morphology of the hollow relief of the Eastern Azov region. Geomorfologi. Novoe Pokolenie . Moscow: Media-PRESS (Publ.), 2013. P. 5–13. (in Russ.)TesakovA.S.,DodonovA.E.,TitovV.V., andTrubikhinV.M. Plio-Pleistocene geological record and small mammal faunas, eastern shore of the Azov Sea, Southern European Russia // Quaternary International. 2007. Vol. 160 (1). P. 57–69. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2006.09.009Zakharov A.L. and Konstantinov E.A. Structure of large flat-bottom depressions on loess interfluves of eastern Azov region (on the example of “Chervonaya Pad’”). Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya geograficheskaya. 2019. Vol. 28 (4). P. 85–96. (in Russ.) https://doi.org/10.31857/S2587-55662019485-96VandenbergheJ.,RenssenH.,RocheD.M.,GoosseH.,VelichkoA.A.,GorbunovA.andLevavasseurG. Eurasian permafrost instability constrained by reduced sea-ice cover // Quaternary Science Reviews. 2012. Vol. 34. P. 16–23. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2011.12.001VelichkoA.A. Loess-paleosol formation on the Russian Plain // Quaternary International. 1990. Vol. 7–8. P. 103–114. https://doi.org/10.1016/1040-6182(90)90044-5VelichkoA.A.,MorozovaT.D.,BorisovaO.K.,TimirevaS.N.,SemenovV.V.,KononovY.M.,KonstantinovE.A.,KurbanovR.N.,TitovV.V., andTesakovA.S. Development of the steppe zone in southern Russia based on the reconstruction from the loess-soil formation in the Don–Azov Region // Doklady Earth Sciences. 2012. Vol. 445. P. 999–1002. https://doi.org/10.1134/S1028334X12080107