Евразийские гидросферные катастрофы и оледенение арктики



жүктеу 2.12 Mb.
бет1/9
Дата25.02.2019
өлшемі2.12 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

М.Г. Гросвальд

ЕВРАЗИЙСКИЕ ГИДРОСФЕРНЫЕ КАТАСТРОФЫ И

ОЛЕДЕНЕНИЕ АРКТИКИ


НАУЧНЫЙ МИР





Участок древней долины Касей-Валлес на Марсе - одного из крупнейших каналов, возникших при катастрофических прорывах талой воды более миллиарда лет назад. Длина долины около 3000 км, максимальная ширина свыше 100 км, глубина до 2-3 км. Каплевидные "горы-свидетели", гигантские параллельные ложбины, прямолинейные неразветвленные борозды в долине и на междуречьях представляют собой следы особых - флювиально-катастрофических - процессов. Ширина рамки - около 200 км.


Плановый космоснимок со станции "Викинг-Орбитер", США.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

М.Г. Гросвальд

ЕВРАЗИЙСКИЕ ГИДРОСФЕРНЫЕ КАТАСТРОФЫ
И ОЛЕДЕНЕНИЕ АРКТИКИ


Опыт геоморфологического анализа палеогидрологических систем материка

Москва

Научный мир

1999

УДК 551.32+551.33+551.48

Г 88

ББК 26.222.8:823

ISBN 5-89176-067-3


Гросвальд М.Г.

Евразийские гидросферные катастрофы и оледенение Арктики. - М.: Научный мир, 1999. - 120 с.
Восстановлены евразийские гидросферные катастрофы, представлявшие собой одно из следствий
покровного оледенения Арктики. К их следам отнесены бэровские бугры, ложбины древнего стока,
"огибающие" долины, песчаные гряды и поля грив, известные в Западной Сибири и Казахстане, на
низменностях Турана и Прикаспия. Комплексы этих форм образуют две системы, начинающиеся в
Центральной Арктике; одна пересекает Сибирь, и открывается в Черное море и европейские прадолины, а
вторая проходит вдоль Урала на юг. Сделан вывод, что системы созданы катастрофическими потопами
огромной мощности. Предлагается гипотеза, по которой источником воды и энергии потопов была
глубоководная часть Арктического бассейна, становившаяся Арктическим подледным озером. Последнее
испытало три позднеледниковых прорыва - 12, 10 и 7 тыс. 14С-лет назад. Прорывы совпадали с коллапсами
ледниковых щитов, событиями Хайнриха, внезапными скачками уровня океана и резкими климатическими
осцилляциями.
Ответственный редактор

академик В.М. Котляков




Публикуется при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 99-05-78009).

Grosswald M.G.

Cataclysmic megafloods in Eurasia and the polar ice sheets. - Moscow, Scientific World, 1999. - 120 p.
A sequence of Late Pleistocene cataclysmic megafloods is inferred in Northern Eurasia. Footprints of the megafloods are represented by giant straight-line furrows, "skirting" valleys, through channels, Siberian "grivas", Baer's mounds, and scabland-type geomorphic landscapes. The footprints can be traced from the Central Arctic to the Black Sea and European "pradolinas", implying that the megafloods crossed, from NE and N to SW and S, the plains and uplands of Northern Eurasia. Megaflood hydraulics was estimated as characterized by the following parameters: the peak discharges - up to 108 9 m3/s, the flow velocities - up to 30-40 m/s, and the total flood volume - equal to about 106 km3, hydraulic head of the system equalling to 1 km.

The megafloods were generated by the polar ice sheets, they indicate that the latter were of immense size. As for their causes, it is proposed that the megafloods resulted from cataclysmic outbursts of the deep Arctic Ocean, then turned into an Arctic subglacial lake. These outbursts occurred simultaneously with Heinrich events, CREs (catastrophic rises in sea level) and abrupt changes in late-glacial climate. Judging by "reef stratigraphy", the latest Eurasian megafloods dated to about 12, 10 and 7 thousand l4C-yr. B.P.

Edited by

Academician V.M. Kotlyakov



This publication was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant № 99-05-78009).

© М.Г. Гросвальд, 1999

© Научный мир, 1999

ISBN 5-89176-067-3

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА

Предлагаемая читателю книга многим покажется неожиданной. Не часто бывает, что так вот сразу, без подготовки из серии статей, без основательной "обкатки" на семинарах и конференциях, выдвигается по-настоящему крупная новая идея.

Автор книги - геоморфолог и гляциолог, известный своими оригинальными реконструкциями древних оледенений. На сей раз, он выступает как палеогидролог: опираясь на геоморфологический анализ, он доказывает, что великие оледенения Северной Евразии сопровождались грандиозными гидросферными катастрофами, которые наложили отпечаток на развитие рельефа материка, на его речную сеть, внутренние моря, климат, расселение животных и растений. В его работе мы находим и подробное описание фактов, в основном геоморфологических, и их новую интерпретацию. А также - очередную "возмутительную" гипотезу, которая отвечает на вопрос о вероятных источниках воды и энергии потопов, объясняет механизмы этих катастроф, их региональные и глобальные следствия.

Конечно, впечатление неожиданности обманчиво. Неожиданной книга покажется лишь тому, кто не знаком с творчеством автора. Для нас, его коллег, она - всего лишь новый, но вполне закономерный виток в работе исследователя, нацеленного на решение одной большой задачи - раскрытие тайн ледникового периода. С именем Гросвальда обычно связывают особую модель оледенения Арктики - концепцию Панарктического ледникового покрова. Эта модель появилась не сразу, в ее становлении было несколько этапов. Сначала был воссоздан образ огромных ледниковых покровов - наземных, "морских" (т.е. налегавших на шельфы) и плавучих. Затем были реконструированы столь же гигантские системы "стационарного" стока талой воды. Наконец, теперь нам открываются новые черты ледникового периода, без которых его портрет оставался неполным: гидросферные катастрофы. И мы видим, как память о великих потопах, донесенная до нас мифами древнейших народов, вписывается в физическую картину "ледникового" мира. Эта картина становится сложнее, но она не теряет правдоподобия, в ней вяжутся все концы. Лишний раз убеждаешься, что реальные события истории Земли, даже недавней, были увлекательнее любых "наворотов" фантастов.

Автор не навязывает своих выводов, к ним, по существу, мы приходим сами. Причем делается это, вроде бы, просто, хотя за этой простотой стоит огромный задел, накопленный географической наукой за последние десятилетия. Задел в разработке новых методов, особенно дистанционных аэрокосмических. Задел в гляциологии и палеоклиматологии, особенно в "добыче" палеотемператур из глубины ледниковых щитов, истории океана из разрезов коралловых рифов, в компьютерном моделировании ледников и климатов прошлого. Наконец, задел во флювиальной геоморфологии, нашедшей пути восстановления режима древних потоков по рельефу их долин.

Надо отдать должное и автору, его умению взглянуть на геоморфологические ландшафты широко, распознать за деталями целое, за простым - сложное, за привычным - новое и необычное. Недаром говорят, что самое трудное - это увидеть то, что лежит прямо перед глазами и чего не видит никто, хотя оно видно всем. Можно предсказать, что после данной работы следы гидросферных катастроф начнут обнаруживаться всюду. И как все будут недоумевать, что они оставались незамеченными.

Сейчас есть несколько разных моделей оледенения, и факт гляциальных прорывных потопов совместим не с каждой из них. Можно быть сторонником модели Гросвальда, можно быть ее противником. Однако нельзя не заметить, что указанный факт вписывается лишь в ту картину оледенения, которую мы знаем по книгам и статьям автора.

Вместе с оледенением, грандиозные гляциальные потопы проявляются как новый, ранее не известный элемент "Земной системы", начинавший действовать в эпохи дегляциации. Без этого штриха - катастрофических потопов - картина глобальных изменений позднеледниковий оставалась неполной. Мы еще увидим, как они встанут в ряд с такими событиями этих эпох, как внезапные повышения уровня океана, коллапсы ледниковых щитов, выбросы айсбергов и похолодания климата, которые "записаны" в изотопном составе льда Антарктиды и Гренландии. Не исключено, что настоящая работа даст ключи к раскрытию глубинных связей в этих событиях и поможет понять, что в них первично, что вторично.

Работа открывает еще одну страницу в книге о нашем физическом мире. Вот так: тысячи ученых проводят жизни в его исследованиях, а конца открытиям все нет, налицо все новые доказательства его неисчерпаемости. В самом деле, кто из начинающих географов не сокрушался, что все крупные открытия сделаны до них. Эта работа их успокоит: непознанного много больше, чем нам порой кажется.

Академик В.М.Котляков



"При выявлении катастрофических потопов прошлого геоморфология оказывается много важнее любой другой науки, включая традиционную гидрологию".

Виктор Р.Бейкер [Baker, 1994, с. 154]




ВВЕДЕНИЕ

В книге рассмотрено одно из грандиозных явлений континентальной гидрологии эпох великих оледенений - гидросферные катастрофы Евразии. Они восстановлены в основном с помощью геоморфологического метода. Этот метод оказывается действенным инструментом таких реконструкций, он позволяет выявить следы катастроф, дать количественную оценку их гидравлических параметров, определить механизмы, с помощью которых генерировались трансконтинентальные потопы.

Примеры успешного использования методов геоморфологии для решения задач континентальной палеогидрологии можно найти в работах В.Бейкера [Baker, 1994, 1997], Дж.Теллера [Teller, 1995], Д.Сагдена [Sugden et al., 1991], Дж.Шоу [Shaw, 1983, 1994, 1996] и других за рубежом, С.С.Воскресенского [1962], Д.Д.Квасова [1975], А.С.Лаврова [1973, 1977], Л.Л.Исаевой и Н.В.Кинд [1986] - у нас. Надежность и продуктивность геоморфологического анализа были отмечены и Г.И.Рычаговым [1997], который с успехом применил его при изучении трансгрессий Каспия.

Природные катастрофы прошлого и будущего все чаще попадают в фокус научных исследований, однако многие из их страдают от недостатка фактов, доказательств. Иначе обстоит дело с евразийскими потопами, которые не просто постулируются, но поддаются реконструкции по их материальным следам, а именно, по комплексам ложбинно-грядовых форм. Эти комплексы включают ложбины древнего стока, сквозные и "огибающие" долины, поля бэровских бугров, грив и лощин, группы замкнутых котловин и впадин. Большинство этих форм давно известны в Западной Сибири, на Тургайском плато, Туранской и Прикаспийской низменностях, однако их истинная природа до недавнего времени оставалась непонятой. Не было понято, что геоморфология этих комплексов - их прямолинейность, параллельность, слабая зависимость ориентировки от рельефа местности - доказывает, что они созданы не "нормальными" реками, не ветром и не тектоникой, а катастрофическими потоками. Не было также замечено, что поля всех этих гряд и ложбин существуют не обособленно, а входят в гигантскую систему, или в несколько сплетенных воедино систем, которые начинаются в Центральной Арктике и открываются в Черное море и прадолины Польши и Германии. Так что выявляющиеся по этим системам катастрофические потоки пересекали всю Евразию, были трансконтинентальными.

Итак, автор фокусирует внимание на гидросферных катастрофах и их эффектах. Это, однако, не означает, что роль "нормальных" геоморфологических процессов в становлении рельефа материка им отрицается или преуменьшается. При всей своей мощности катастрофы были кратковременны, они начинались внезапно и действовали очень недолго, на них приходились лишь сотые доли процента от общей длительности ледниковых эпох. В основное же время здесь действовали нормальные рельефообразующие процессы - ледниковые, мерзлотные, прибрежно-морские, речные, озерные, эоловые, склоновые. Их следы должны были налагаться на "флювиально-катастрофи-ческий" рельеф, точно так же, как катастрофические процессы перерабатывали поверхности, подготовленные морской, озерной, речной и пролювиальной аккумуляцией, эрозионными и тектоническими процессами.

В ледниковые эпохи гидросфера Земли подвергалась повторным реорганизациям, которые охватывали все ее элементы - ледники, реки, озера, Мировой океан. Разные стороны этих изменений сейчас интенсивно изучаются, титул одной из Целевых научно-технических программ гласит: "Комплексное исследование океанов и морей, Арктики и Антарктики", титул другой - "Глобальные изменения природной среды и климата". По этим программам ведутся широкие наблюдения, опубликованы сотни научных работ. Однако до сих пор явное предпочтение отдается изменениям гидросферы, которые находились в линейной зависимости от климата и имели сравнительно плавный и медленный ход. И хотя сейчас никто не спорит, что такие изменения могут быть и быстрыми, скачкообразными (см., например, [Ананьев, 1998; Бутвиловский, 1993; Виноградов, 1977; Гросвальд, 1983; Baker et al., 1993]), следы гидросферных катастроф за редкими исключениями ускользают от внимания геоморфологов. Достаточно сказать, что ни у Г.И.Горецкого [1964], ни в других обстоятельных сводках по истории речных систем Северной Евразии подобные явления даже не упоминаются.

Этому есть свои причины, как методологические, так и практические. С одной стороны, для наук о Земле, которые лишь в середине XIX века отошли от "старого" катастрофизма и встали на позиции эволюционизма Дарвина и Лайеля, все еще трудно признавать возможность природных катаклизмов. Многим кажется, что такое признание равнозначно возвращению назад; храня верность принципу актуализма, они верят, что все развитие Земли может быть объяснено действием процессов, которые были подобны современным. Реальность природных катастроф - сверхмощных землетрясений, падений метеоритов, потопов и великих оледенений - часто ставится под сомнение, а сами эти события причисляют к мифам, измышлениям катастрофистов. Тем более, что доказать их непросто: они, как правило, не выявляются при локальном или региональном анализе, а требуют включения в контекст всей Земной системы. Что, кстати, подтверждает старую мудрость, что географу нужна вся Земля, и ни одна по-настоящему крупная проблема не решается на материале ограниченных районов.

Познать географию и пространственную структуру полей ложбинно-грядовых форм и увидеть в них следы великих гидросферных катастроф стало возможным лишь сравнительно недавно, когда развернулись исследования Земли из космоса и появилась космическая картография. А успехи научных дисциплин, изучающих взаимодействия в Земной системе, позволили подойти к катастрофам, как к одной из "законных" форм развития природных систем, увидеть в них явления внезапных перестроек их состояния, вызванных плавным изменением контролирующих факторов [Арнольд, 1979; Мазо, 1989; Thom, 1975]. Таким образом, катастрофы закономерны, они происходят наряду с постепенными изменениями и не должны им противопоставляться. Плавное развитие не исключает возможности катастроф и, наоборот, установление факта гидросферных катастроф не означает, что евразийские оледенения не порождали квазистационарных систем талого стока: в прошлом, как и сейчас, гляциогидрологические процессы могли иметь как стабильный, так и катастрофический модус.

Континентальная палеогидрология ледниковых эпох может быть объяснена лишь на базе адекватной модели древнего оледенения, поэтому книга дает материал для проверки существующих концепций этого оледенения. Очевидно, например, что любая мыслимая модель, пригодная для объяснения евразийских потопов, должна "держать воду", т.е. включать мощную плотину на севере с гигантским озером за ней, и что этому требованию отвечал лишь Панарктический ледниковый покров. Не будь его, не было бы ни гигантских прогляциальных озер, ни спиллвеев и межбассейновых перебросок стока. А главное, не было бы механизмов, которые генерировали гидросферные катастрофы. Таким образом, концепция гидрокатастроф и их триггерного механизма (см. ниже) расширяет представление о роли великих оледенений в Земной системе, добавляет новые штрихи к портрету ледниковых эпох. Последние предстают не только как периоды холода и господства льдов, но еще и как время великих потопов. Потопов, которые сами становились триггером других катастроф - революций в Мировом океане и атмосфере. Установление факта великих потопов позволяет по-новому подойти и к более узким проблемам, в том числе к решению региональных задач геоморфологии, палеогеографии, океанологии, разобраться в явлениях, которые казались необъяснимыми.

Можно думать, что потопы сопровождали все великие оледенения. Однако пока их удается восстановить лишь для позднего плейстоцена и голоцена, т.е. для последних 125-130 тыс. лет. Следы только таких - сравнительно молодых -катастроф, сохранившиеся в рельефе, слоях льда и океанских осадков, в разрезах торфяников и террас, поддаются расшифровке и "переводу" на язык палеогидрологии. Поэтому настоящее исследование ограничивается временем последнего оледенения и его деградации.

В ходе работы перед автором возникли немалые терминологические трудности. Обнаружилось, что в геоморфологии и гидрологии недостает терминов, пригодных для обозначения флювиально-катастрофических форм и процессов. Такие термины либо отсутствуют, либо неоднозначно толкуются в имеющихся пособиях. Поэтому, наряду со списком литературы, книга снабжена еще и глоссарием, или словарем нестандартных сокращений и терминов.

Работа выполнена в 1998-1999 гг. в Институте географии РАН, который имеет многолетний опыт изучения Прикаспия, Турана и Западной Сибири. Она велась в рамках темы "Механизмы взаимодействия полярных ледников с океаном и атмосферой, их роль в эволюции оледенения и приледниковой гидрографии". Автор благодарен академику В.М. Котлякову, который стал редактором книги, а также ряду коллег, советами и помощью которых он пользовался. Среди них должны быть названы И.А. Зотиков, А.Б. Казанский, Р.К. Клиге и Р.С. Чалов, а также его давние соавторы из США Т. Хьюз и Дж. Фастук. Особая благодарность адресуется Виктору Бейкеру (Аризонский университет), который был первым, кто совместно с Горо Камацу выявил признаки катастрофических потопов в Тургайской и Манычской ложбинах. Отдельную благодарность автор выражает Л.Н. Глебовой, В.Г. Захарову, В.И. Кравцовой, А.М. Лаптевой, В.А. Рудакову и Л.В. Набоковой за помощь в подборе и обработке иллюстраций.



"Двадцать тысяч лет назад большая часть Северной Америки, Европы и Азии была покрыта ледниковыми щитами; Северный Ледовитый океан и север Атлантического океана скрывались под панцирем плавучего льда".

Джон Имбри, Кетрин П. Имбри [1988, с. 121



Глава 1
ОЛЕДЕНЕНИЕ АРКТИЧЕСКОЙ ОКРАИНЫ И ГОРНЫХ РАЙОНОВ МАТЕРИКА

Специфические особенности ледниковой (в отличие от межледниковой) гидрологии Северной Евразии определялись фактом обширных оледенений ее арктической окраины и горных областей, а также климато-гидрологической ролью ледников. Оледенения создавали условия для коренной реорганизации систем поверхностного стока, для перестройки их гидрологического баланса. Северные и восточные реки оказывались подпружены, в их бассейнах появлялись крупные озера, направления континентального стока менялись вплоть до поворота вспять. В водном балансе повышалась роль талой составляющей стока, снижалась доля испарения, изменялись условия атмосферного питания рек, что было следствием падения температур, сдвигов в атмосферной циркуляции и свойствах поверхности [Teller, 1995]. Поэтому книга должна быть начата с характеристики евразийских оледенений, прежде всего, - последнего из них, валдайско-зырянского, имевшего место в позднем плейстоцене.


1.1. Ледниковые покровы арктической и северотихоокеанской окраин

Из нескольких альтернативных реконструкций плейстоценовых ледниковых покровов Северной Евразии в настоящее время широко обсуждаются две. Одна из них, известная как концепция "ограниченного оледенения" [Величко и др., 1994; Павлидис и др., 1998], допускает, что при глобальных похолоданиях прошлого на арктической окраине материка возникали лишь локальные ледниковые шапки, которые оставались разобщенными и на сток северных рек не влияли. В фокусе другой лежит модель Панарктического ледникового покрова, она предполагает покровное оледенение всей северной полярной области и подпруживание северных и дальневосточных рек [Гросвальд, 1977, 1983, 1988а, 1997, 1998; Hughes et al., 1977; Котляков, 1994; Grosswald, Hughes, 1995, 1998; Hughes, 1998]. Только последняя модель оказывается пригодной для объяснения евразийских гидросферных катастроф. Она и будет рассмотрена в настоящей главе.

Изучение оледенений материковых окраин Северной Евразии имеет свою недолгую историю. Первые реконструкции "морского", т.е. налегавшего на шельф ледникового покрова были выполнены лишь в 1960-х гг. Они относились к шельфу Баренцева моря и стали результатом исследований Шпицбергена [Шютт и др., 1968]. К началу 1980-х гг. была создана первая модель ледникового покрова всего Баренцево-Карского шельфа [Гросвальд, 1977], ее появление стало следствием успехов в изучении гляциальной геоморфологии побережий северных морей [Лавров, 1973,1977; Архипов и др., 1980; Антропоген Таймыра, 1982]. Затем границы и форма этого покрова несколько раз уточнялись [Гросвальд, 1988а, Grosswald, 1998].

По нашим новейшим моделям [Grosswald, Hughes, 1995], Баренцево-Карский шельф покрывался единым ледниковым щитом, центр которого лежал над юго-западной частью Карского моря, а высота достигала 3100 м. Основание щита погружалось значительно ниже уровня моря (в силу эффектов гляциоизостазии), а внешние края совпадали с бровками шельфа и переходили на плав, давая начало шельфовым ледникам. По границе, проходившей вдоль оси Медвежинского желоба, этот щит сливался со Скандинавским ледниковым покровом, в результате чего возникал единый комплексный ледник, который распространялся на весь северо-западный угол Евразии. Он был назван Евразийским ледниковым покровом [Гросвальд, 1977].

В систему доказательств этого покрова вошли данные о голоценовых гляцио-изостатических движениях коры в районах Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа, об ориентировке ледниковых шрамов, рельефе и осадках морского дна, а также факт существования региональной поверхности перерыва и несогласия, отделяющей верхнеплейстоценовые осадки шельфа от нижележащих пород. Главное же доказательство этого оледенения мы видели в географии и возрасте конечно-моренных поясов береговых зон Баренцева и Карского морей.

Конечно-моренные пояса севера Русской равнины и Западной Сибири восстановлены по данным геологической съемки и тематических работ, проведенных Министерством геологии и Академией наук [Лавров, 1973, 1977; Архипов и др., 1980; Антропоген Таймыра, 1982; Гончаров, 1986; Андреева, Исаева, 1988; Волков, 1997]. Эти пояса образуют систему больших дуг, которые обращены выпуклыми сторонами на юг и имеют общий центр, лежащий на юго-западе Карского моря (рис.1, 2). С радиусами этих дуг совпадают все индикаторы движения льда, ставшие известными на побережьях Баренцева и Карского морей и в зоне, разделяющей их бассейны. Здесь, а именно, на Новой Земле, о-ве Вайгач, Югорском п-ове и в горах Пай-Хой, эти индикаторы пересекают водораздел, будучи направленными с востока и северо-востока на запад и юго-запад [Гросвальд, 1994]. Так ориентированы и сквозные троги, для выработки которых требовалось значительное время, и более мелкие скульптуры - борозды, друмлины, флютинг, возникшие при последних подвижках льда.




Рисунок конечно-моренных поясов заметно усложняется в среднесибирском секторе оледенения (рис.3), что, очевидно, связано со сравнительно контрастным рельефом Средней Сибири. Плато Путорана было здесь центром локального ледникового щита; в ледниковый максимум он ассимилировался Баренцево-Карским покровом, а на протяжении позднеледникового времени испытывал давление этого покрова. Это давление отразилось на рисунке путоранских морен, обусловило их асимметричность, а также явную деформи-рованность (отворот к югу) моренных лопастей.

Более низкое Анабарское плато самостоятельным ледниковым центром не было, однако оно сильно влияло на морфолого-динамическую дифференциацию ледникового края. Лед это плато обтекал, охватывая его двумя огромными лопастями - Ар-гасалинской, следовавшей по ложбине Котуя и Арга-Салы, и Анабарской, занимавшей долины Попигая и Анабара. Самой длинной, однако, была Енисейская ледниковая лопасть, доходившая, как и более западная Обская, до 62° с.ш.

Возраст первого, или "максимального", моренного пояса А.С.Лавров и И.А.Волков считают позднеплейстоценовым, что установлено по датировкам подморенных и озерных отложений. Кроме того, пояс лежит на продолжении бологовской (т.е. тоже максимальной) конечно-моренной гряды, принадлежащей "скандинавской" системе краевых образований. По этому признаку (т.е. исходя из геометрии покрова) он должен быть одновозрастен бологовской морене. Одновозрастным ей - на том же основании - можно считать и моренный пояс, охватывающий Путорану и Анабарское плато с юга и юго-востока.

Вывод о покровном оледенении Баренцева шельфа нашел подтверждение в норвежских исследованиях, которые начались в 1980-х гг., а также в работах ряда геологов из России, Швеции, США, Германии. В их ходе обнаружены новые факты, доказывающие и покровный тип оледенения, и верхневалдайский (сартанский) возраст последнего из них (см., например, [Гатауллин и др., 1992; Elverhoi et al., 1993; Landvik et al., 1998]). Правда, по новейшей концепции участников проекта QUEEN [Astakhov et al., 1999; Larsen et al., 1999; Mangerud et al., 1999], последний ледниковый максимум приходился здесь не на поздний, а на ранний или средний валдай (изотопные стадии 3 или 4), и именно такой возраст имеет третий моренный пояс, или "Линия Мархида". А в позднем валдае на всей площади, лежащей к востоку от Горла Белого моря, лед с шельфа не доходил до современной суши. Участники проекта не согласны с хронологией конечно-моренных поясов, представленных на рис.1 и 2, а в ряде случаев сомневаются в реальности этих поясов. Однако, как будет показано в разделе 1.3, концепция QUEEN несовместима с поздневалдайской историей Бе-ломорско-Кольской области и опровергается приведенными в разделе фактами.




В конце 1980-х гг. стало ясно, что Баренцево-Карский ледниковый щит имел не только юго-западное, но и восточное продолжение. Судя по появившимся к тому времени фактам, покровное оледенение протягивалось и к востоку от Карского моря, вдоль арктической окраины Восточной Сибири. Об этом, в частности, говорит рисунок конечных морен и направления переноса эррати-ки на севере Средней Сибири, которые были установлены С.М.Андреевой и Л.Л. Исаевой [1988] (см. рис.3). Они показали, что ледниковый покров вторгался в бассейны Котуя, Оленька, Попигая и Анабара с севера, и его лед двигался вверх по долинам этих рек. Тем самым было доказано, что центры "морских" ледниковых щитов располагались не только на Карском, но и на Лаптевском шельфе Сибири.

Тогда же были найдены доказательства оледенения Новосибирских о-вов. Было выяснено, что в геоморфологическом комплексе архипелага ведущая роль принадлежит краевым ледниковым образованиям - надводно-подводным системам дугообразных гряд, зандровым конусам и туннельным долинам. Геометрия этих образований (в основном - гляциотектонических сооружений) позволила сделать вывод, что они образованы в условиях ледникового напора с севера и северо-востока [Гросвальд, 1988б]. Еще один комплекс форм напорно-ледникового генезиса был обнаружен в районе Тикси, в 500 км к юго-западу от Новосибирских о-вов [Гросвальд, Спектор, 1993]. Этот комплекс состоял из систем чешуйчатых гляциотектонических надвигов, рок-друмлинов и параллельных ложбин выпахивания, выработанных льдом и подледной водой в палеозойских сланцах северо-восточного подножья Верхоянского хребта. Возраст этих образований оказался позднеплейстоценовым, сартанским, а их ориентировка, как и в случае Новосибирских о-вов, свидетельствовала о ледниковом напоре с северо-востока.

По пучку линий тока, проходящему через Новосибирские о-ва и район Тикси, был восстановлен "морской" Восточносибирский ледниковый щит [Grosswald, Hughes, 1995; Hughes, 1998]. Согласно данным моделирования, вершина этого щита поднималась до 1700 м, а южный край "переваливал" через гребневую линию кряжа По-лоусный.


Приморские низменности Восточной Сибири выстланы сильно льдистыми осадками. В этих условиях краевые образования Восточносибирского щита и следы его движения оказались "затушеваны" процессами термокарста и соли-флюкции. Тем не менее, и здесь, на Яно-Инди-гирской и Колымской низменностях, также удалось выявить следы ледникового края - ориентированные комплексы озер и гряд, друмлины и моренные гряды, образующие ландшафты типа "стиральной доски" [Гросвальд, 1996а; Grosswald et al., 1999]

Далее к востоку возникал еще один ледниковый покров - Берингийский. Центр его лежал на Чукотском шельфе, вблизи о-ва Врангеля, а южный край вторгался на Аляску, Чукотский п-ов и в Берингово море. На западе этот покров смыкался с Восточносибирским ледниковым щитом, на юге -с Черско-Колымским и Корякским горно-покровными комплексами. Он также давал начало плавучему шельфовому леднику глубокой части Берингова моря, который покрывал ее акваторию и упирался в Алеутско-Командорскую островную дугу. Судя по нашим реконструкциям [Grosswald, Hughes, 1995; Hughes, 1998], в районе о-ва Врангеля поверхность Берингийского покрова поднималась до высоты 2000 м. Наконец, анализ геоморфологии дна и побережий Охотского моря привел к выводу, что и это море подвергалось покровному оледенению [Grosswald, Hughes, 1998].

Таким образом, по нашим реконструкциям, в эпоху последнего оледенения северная и северовосточная окраина Евразии покрывалась непрерывной цепью ледниковых щитов. На месте приморских низменностей и затопленных морем шельфов вырастал ледяной хребет с широкими плоскими вершинами, имевшими высоту в 2-3 км, и седловинами, не спускавшимися ниже километра. От ледораздела этого хребта, проходившего в общем вдоль береговой линии, лед стекал как на юг - на материк, где он двигался вверх по основным речным бассейнам, так и на север - в глубокий Полярный бассейн, где он накапливался, образуя Центрально-Арктический шельфовый ледник.

Модель Панарктического ледникового покрова согласуется с новыми данными о палеоклимате эпохи последнего ледникового максимума, в частности, с похолоданием Арктики на 20-25° [Johnsen et al., 1995] и с депрессией границы питания, которая должна была составлять как минимум 1200-1300 м. Эта модель совпадает и с компьютерными реконструкциями, которые опираются на данные о палеотемпературах. Точность и надежность таких реконструкций быстро растут, чему способствует прогресс в вычислительной технике и познании палеоклимата. Вполне очевидно, что машинные реконструкции оледенений имеют большое будущее: они используют простые связи баланса массы ледников с температурами, позволяя свести к минимуму роль геологических данных, трактовка которых бывает субъективной, а основанные на них модели - противоречивыми.

Сравнивая "климатические" модели, построенные У.Баддом, Ф.Хайбрехтсом и другими [Ни-ybrechts, T'siobel, 1995; Budd et al., 1998], со схемой Панарктического ледникового покрова, можно видеть, что они принципиально близки. Оледенение Северной Евразии, предстающее в компьютерных моделях и нашей схеме, оказывается одинаково сплошным, покрывающим всю арктическую окраину материка и в равной мере интенсивным как в европейском, так и сибирском секторах Евразийской Арктики.

Наша модель оледенения Арктики была представлена и обоснована в ряде монографий и статей, в "Гляциологическом словаре" (Л., ГИМИЗ, 1984), на картах Атласа Арктики (М.: ГУГК, 1985) и Атласа снежно-ледовых ресурсов мира (М.: РАН, 1997), нашла отражение в обобщающих популярных работах [Котляков, 1994; Andersen, Borns, 1994]. Однако, как уже говорилось, у модели есть и противники, считающие ее ошибочной. Один из их аргументов - тот факт, что краевые образования покрова сильно разрушены, что их плановый рисунок изобилует пробелами, а для разрезов характерна крайняя неполнота. Сейчас все это трактуется однозначно - лишь как указание на неверность концепции покровного оледенения. Однако и неполнота разрезов, и плохая сохранность морен могут иметь другое объяснение. В самом деле, молодая морена арктического шельфа Европы с резким несогласием лежит на меловых и триасовых толщах [Гросвальд, 1983], а осадки "ледового комплекса" Северо-Востока Сибири так же несогласно, с пробелом в миллион лет, покрывают верхний плиоцен [Шер, Каплина, 1979]; верно также, что на Печоре и Таймыре обнаруживаются лишь обрывки моренных поясов [As-takhov et al., 1999; Tveranger et al., 1995, 1999]. Однако все это не доказывает, что "недостающих" форм и слоев не было изначально: те и другие могли быть уничтожены последующей эрозией. А агентом этой эрозии были те самые, подвергаемые сомнению "морские" ледниковые покровы. Хотя и не только они: роль разрушителя могли играть и водные потоки огромной мощности, которые периодически вырывались из-под краев ледниковых щитов.


1.2. Центрально-Арктический шельфовый ледник

В модели оледенения Северного полушария, разработанной Т.Хьюзом, Дж.Дентоном и М.Г.Гросвальдом [Hughes et al., 1977], особая роль отводится плавучему Центрально-Арктическому шельфовому леднику. Именно он играл в ней роль того связующего элемента, который объединял ледниковые щиты полушария в целостную динамическую систему - Панарктический ледниковый покров. В него, помимо Евразийского ледникового покрова, входили также Лаврентьевский, Инну-итский и Гренландский щиты Северной Америки. Таким образом, Евразийский покров оказывался частью грандиозного ледникового комплекса, который состоял, подобно Антарктическому покрову, из наземных, "морских" и плавучих элементов.

В соответствии с законами механики ледников, лед "морских" ледниковых покровов Северного полушария растекался во все стороны, в том числе на север, в Арктический бассейн [Hughes et al., 1977; Гросвальд, 1983, 1988а; Lindstrom, 1990; Huybrechts, T'siobel, 1995; Budd et al., 1998; Hughes, 1998]. В силу снижения температур таяние в этом бассейне прекращалось, а вынос льда в Северную Атлантику через пролив Фрама становился затрудненным. Баланс массы льда Арктического бассейна становился резко положительным [Lindstrom, MacAyeal, 1989], и в нем формировался шельфовый ледник, т.е. плавучая ледяная плита с достаточной толщиной, чтобы растекаться под влиянием собственного веса.

Постулат о плавучих шельфовых ледниках, возникавших в Арктическом бассейне, базируется на целом комплексе аргументов. В их числе - положительный баланс массы льда и низкие температуры воды в бассейне. Ведь очевидно, что при прекращении водообмена между Арктическим бассейном и Северной Атлантикой (т.е. в реальных условиях ледниковых эпох) водная масса бассейна испытывала глубокое охлаждение и покрывалась льдом, который должен был утолщаться вплоть до образования мощной ледниковой шапки [Thomson, 1988; Crary, 1960]. Судя по расчетам [Томирдиаро, 1970], такой плавучий покров сразу достигал толщины 400-600 м, а затем утолщался до 1000-1500 м [Lindstrom, MacAyeal, 1989]. Очевидно также, что соседние Баренцево-Карский и Восточносибирский щиты, будучи "морскими" и механически неустойчивыми, могли существовать только при наличии подпора со стороны океана, т.е. контакта с шельфовым ледником, и что при отсутствии такого подпора они бы быстро разрушались [Mercer, 1970; Weertman, 1974].

Постулат Томсона-Мерсера был поддержан У.Брокером и другими [Broecker, 1975; Williams et аl., 1981]. Рассмотрев ледниково-межледнико-вые изменения изотопного состава океана, эти исследователи показали, что характерный для ледниковых эпох рост δ18O в морской воде можно объяснить лишь в случае если значительная часть льда, а именно 15-20 млн км3, шла на "строительство" плавучих шельфовых ледников. В пользу этого постулата говорят и наблюдения Г.Джоун-са [Jones, 1994; Travis, 1994], указывающие на отсутствие жизни в Северном Ледовитом океане в эпохи ледниковых максимумов. А по данным Р.Филлипса и А.Гранца [Phillips, Grantz, 1997], Северный Ледовитый океан был безжизненным не только в эпоху последнего оледенения, но и во все остальные ледниковые эпохи; по-видимому, абиотические условия возникали в Арктике многократно.

Показательно, что ледяные потоки, вливавшиеся в Арктический бассейн со стороны Гренландии, Канадской Арктики и материковой Евразии, не продолжали движение к полюсу, а резко отклонялись, следуя вдоль берегов Гренландии и материка Северной Америки [Dawes, 1986; Funder, Larsen, 1982; Grosswald et al., 1999]. Это отклонение можно объяснить лишь подпором со стороны Центрально-Арктического шельфового ледника, имевшего толщину, соизмеримую с толщиной этих потоков. Подтверждение этого можно видеть в особенностях ледниково-морской седиментации в глубоком Арктическом бассейне: в эпохи оледенений ее скорости были низкими (так как мо-ренонесущие потоки не попадали к центру Арктики), а в позднеледниковья и межледниковья - высокими (так как преграда, каковой был Центрально-Арктический шельфовый ледник, исчезала) [Jones, 1994]. Только с последним событием - распадом шельфового ледника - можно связывать подлинное начало арктического межледниковья, только этот распад открыл возможность для массового сброса льда в Арктический бассейн и его заполнения айсбергами [Phillips, Grantz, 1997]. Таяние этих айсбергов и привело к образованию ледниково-морских толщ, отличающихся и сравнительно большой мощностью, и высоким содержанием ледниковой эрратики.

В последние годы найдены следы прямых контактов Центрально-Арктического ледника с бортами и дном Арктического бассейна. В частности, на подводном плато Ермак, расположенном к северо-западу от Шпицбергена, на глубинах от

450 до 2000 м обнаружены системы гигантских борозд [Vogt et al., 1994]. Они имеют V-образные профили, их относительные глубины - 10-25 м, ширина от 40 до 2000 м, длины - десятки километров. Борозды образуют группы параллельных форм, они выстраиваются вдоль плавно изгибающихся линий, которые меняют простирание от юго-западного на севере до меридионального на юге. По мнению П.Вогта и его соавторов, эти борозды пропаханы обломками шельфового ледника или массами айсбергов, прорывавшихся через пролив Фрама.

Похожие борозды присутствуют также на Чукотском поднятии и в верхней части подводного склона Аляски, здесь они обнаружены на глубинах от 370-380 до 422 м [Phillips, Grantz, 1997]. Как считают их открыватели, эти формы созданы шельфовым ледником Арктического бассейна, имевшим толщину не менее 220 м. Предельная же толщина этого ледника, как следует из расчетов его баланса массы, могла достигать и 1,0-1,5 км [Lindstrom, MacAyeal, 1989; Lindstrom, 1990].

Важные данные на этот счет получены шведской экспедицией "Arctic Осеап-96" на ледоколе "Уден". Ее участники провели зондирование приполюсного участка подводного хребта Ломоносова и установили, что его вершинная поверхность подвергалась значительной эрозии, а в выстилающих ее осадках есть ясные следы переуплотнения [Jakobsson, 1999]. Следовательно, на каких-то (пока неясных) этапах истории оледенения Центрально-Арктический шельфовый ледник приобретал толщину, которая позволяла ему налегать на гребень хребта, лежавший на глубине около 1000 м.

Таким образом, гипотеза о мощном шельфовом леднике, возникавшем в эпохи оледенений в центре Арктического бассейна, обрастает доказательствами и постепенно становится геологическим фактом. Питание этого ледника обеспечивали снегопады (не менее 20 см/год) и приток льда со стороны окружающих ледниковых щитов (еще не менее 20-25 см/год), а единственной статьей расхода мог быть вынос льда в Северную Атлантику. Однако этот вынос должен был периодически прекращаться, поскольку единственный "выход" из Арктического бассейна, пролив Фрама, мог периодически закрываться ледяной пробкой. В самом деле, шельфовый ледник был во много раз шире пролива, и чтобы пройти через него, ледник должен был деформироваться - подвергнуться боковому сжатию и мощному утолщению. В этом утолщении, вероятно, и следует искать объяснение ледниковых борозд, обнаруженных на больших глубинах. Оно же заставляет предполагать, что не только плато Ермак, но и лежащий за ним пролив Фрама забивался льдом и замыкался. Тем более что лед в этот пролив поступал также и с запада и востока, из Гренландии и с Баренцева шельфа. Так что совсем не исключено, что в эпохи ледниковых максимумов Арктический бассейн и его ледник оказывались отрезаны от Северной Атлантики.

1.3. Особенности деградации "морского" оледенения

Обычно считают, что ледниковый покров Северной Евразии исчез около 9 тыс. лет назад и что его остатки дольше всего сохранялись в Скандинавии. Что же касается Баренцево-Карского ледникового щита, то, судя по геологическим данным, полученным в Норвежском и Баренцевом морях, его деградация началась не позже 15 тыс. лет назад, достигнув своего пика около 13 тыс. лет назад. Еще через 2 тыс. лет процесс деградации практически завершился.

Главным механизмом разрушения ледникового покрова был спуск льда через пролив Фрама в Норвежско-Гренландский бассейн [Гросвальд, 1996б, 1997; Гросвальд, Красс, 1998], а также через подводные желоба Франц-Виктория и Св. Анны в Арктический бассейн. Последние два желоба освободились от льда к 13 тыс. лет назад, а к 11-12 тыс. лет назад, в аллерёде, появились условия для начала морской седиментации на всей площади Баренцева шельфа и во впадине Белого моря [Lubinski et al., 1996; Polyak et al., 1995, 1997; Landvik et al., 1998].

Предполагается, что, растаяв к бёллингу-ал-лерёду, Баренцево-Карский покров уже более не восстанавливался. Из этого сценария исходят гляциологи и геологи, на нем базируется большинство геофизических и океанологических моделей. Однако новые факты показывают: процесс дегляциации, охвативший Баренцево-Карский шельф между 15 и 11 тыс. лет назад, не приводил к полной ликвидации его ледникового покрова. Значительная часть покрова сохранилась, и за этапом дегляциации последовали этапы новой активизации оледенения, когда лед вновь покрывал шельф и трансгрессировал на соседнюю сушу [Гросвальд, 1996б; Гросвальд, Красс, 1998; Grosswald, 1998]. Главные свидетельства этих событий - самые молодые моренные пояса (на рис.1 и 2 - второй и третий). Их плановый рисунок - сильно извилистый, с петлевидными выступами, направленными на юг. В типичном случае выступы имеют ширину 50-150 км и длину 200-500 км. Таковы Беломорская, Кулойская, Чешская, Печорская, Колвинская и Роговская моренные лопасти Русской равнины, Салехардская и Енисейская лопасти Западной Сибири, Аргасалинская и Анабарская лопасти Средней Сибири (см. рис.3).

Особый интерес представляет самая западная лопасть - Беломорская, которая не только доказывает факт трансгрессии льда с Баренцева шельфа в Беломорско-Кольскую область, но и позволяет датировать это событие. На схеме области (рис.4) можно видеть Терские Кейвы - правую боковую морену Беломорской лопасти, вторгавшейся в Горло Белого моря с северо-востока, и "продольные" моренные пояса Кольского п-ова, образованные у фронта Баренцево-Карского щита. Из нее также следует, что лед, надвигавшийся с Баренцева шельфа, был очень тонким, а поверхность Беломорской лопасти - крайне пологой. Судя по высотным отметкам основания Терских Кейв, продольные уклоны этой лопасти составляли лишь 1-1,5 м/км, а ее толщина в 150 км от конца не превышала 300 м.

О возрасте лопасти мы судим по ее соотношению с краевыми образованиями, лежащими на продолжении финско-карельской гряды Сальпа-усселькя-1, которая сформирована около 10,5 тыс. лет назад. Как следует из космоснимков и карт, эти образования Терскими Кейвами перекрываются, так что ни они, ни Беломорская лопасть не могут быть старше 10 тыс. лет [Гросвальд, 1996б]. Тот же вывод следует из датировок при-ледникового озера, возникавшего в долине Северной Двины при последнем вторжении льда в Белое море. На Вычегде его осадки подстилаются торфяником с возрастом 10460; 10560 и 10900 |4С-лет назад [Гросвальд и др., 1974; Гросвальд, 1983], а на Северной Двине, в разрезе Гостинный, они включают торф и древесину с датировками 10240; 10160; 10020 и 9780 лет [Арсланов и др., 1984]. Наконец, тот же (и даже несколько более молодой) возраст имел и опресненный водоем, который при том же вторжении подпруживался в Белом море. Морское бурение, проведенное в его Горле, вскрыло 25-метровую толщу алеврито-тонкопесчаных отложений, сформированных в условиях периодически осолоняющегося озера. По данным Т.Н.Воскресенской и В.М.Соболева [1998], эта толща содержит комплексы спор, пыльцы и диатомей позднего дриаса, пребореала и бореала, она налегает на эродированную поверхность древних пород и перекрыта морскими осадками среднего голоцена.




Рис.4. Моренные пояса, образованные раннеголоценовой трансгрессией льда с Баренцево-Карского шельфа на Кольский п-ов и в Белое морс (карто-схема и профиль)

1 - высотные отметки поверхности коренных пород; 2 - конечные и береговые моренные гряды; 3 - прочие гряды "продольных" поясов; 4 - гляциодислокации; 5 - гряды и каналы, маркирующие край Кандалакшской лопасти Скандинавского ледникового покрова; 6 - поверхности ледниковых лопастей (на профиле); 7 - поверхность морского дна; 8 - поверхность полуострова; 9 - направление движения льда; 10 - пункты находки новоземельской эрратики

Очевидно, что озерный бассейн, занимавший Белое море и долину Северной Двины-Вычегды около 10 тыс. лет назад, имел ледниково-под-прудную природу и мог возникнуть лишь в результате наступания льда с северо-востока, со стороны Карского моря (рис. 5). На месте этого моря должен был сохраняться большой фрагмент Баренцево-Карского ледникового покрова. Его наступание совпало с этапом перехода от плейстоцена к голоцену, т.е. с моментом, когда климат Арктики внезапно потеплел почти на 20° [Johnson et al., 1995], а остаточный Карский щит испытал гравитаци-оный коллапс [Гросвальд, Красс, 1998].

О следующем (последнем?) наступании льда с шельфа свидетельствует третий моренный пояс, который лежит севернее второго и в силу своего положения должен быть еще более молодым. Его молодость следует и из датировок подморенного торфа и древесины, полученных в районе дер. Мархида на Нижней Печоре. Возраст образцов, взятых здесь А.С.Лавровым, был определен по 14C Х.А. Арслановым и оказался близким к 8,5 тыс. лет [Гросвальд и др., 1974]. Соответствующий этап наступания льда, вернее - один из заключительных сёрджей Баренцево-Карского ледникового покрова, был назван "стадией мархида". При ближайшем рассмотрении эти отложения оказались не нормальной мореной, а флоу-тиллом; их повторное датирование, проведенное через 20 лет участниками проекта QUEEN, по существу подтвердило наш результат, дав возраст 8690 и 8480 лет назад [Tveranger et al., 1995].

Похоже, что "мархидская" трансгрессия льда, направленная с шельфа на сушу, достигала и Белого моря. Во всяком случае, по заключению Т.Н.Воскресенской и В.М.Соболева [1998], верхние слои пресноводной озерной толщи, вскрытой бурением в его Горле, были отложены в середине голоцена.

Другие лопасти Баренцево-Карского покрова, включая Чёшскую, Лайско-Адзьвинскую, Рогов-скую, Енисейскую, Аргасалинскую и прочие, имели в общем ту же морфологию, что и Беломорская, были пологими и тонкими. Их основные элементы ясно выражены в рельефе, их можно дешифрировать на аэроснимках и снимках из космоса. В некоторых случаях, как у Колвинской лопасти, это единичные гряды, в других, как у Беломорской и Чёшской лопастей, - целые системы "вложенных" моренных дуг. Конечные морены прорываются туннельными долинами, осложнены петлевидными выступами; межгрядовые ложбины заняты удлиненными озерами; в языковых депрессиях, подобных Печорской, лежат поля камов и озов.

Судя по пологим профилям и малой толщине ледниковых лопастей, которые наступали на побережья Баренцева и Карского морей в голоцене, ледниковый покров шельфа имел талое основание и его лед был способен к облегченному скольжению по ложу. Известно, что наилучшие условия для такого скольжения (как и для ледниковых сёрджей) возникают при появлении придонного слоя талой воды [Красс, 1983; Патерсон, 1984; Shoemaker, 1992а]. Поэтому в факте, что здесь восстанавливаются длинные и тонкие лопасти льда, "наложенные" на малоконтрастный рельеф местности, мы видим доказательство того, что край ледникового покрова пульсировал и из-под него вырывались потоки талой воды. Заметим, что именно так - по профилям лопастей - были выявлены и сёрджи юго-западного края Лаврентьевского ледникового щита: уклоны этих лопастей составляли менее 2 м/км, их лед был тонким и сопротивление сдвигу у ложа - крайне низким [Clayton et ai., 1985]. (Такой же, кстати, была и морфология Беломорской лопасти.)

Итак, приведенные схемы (см. рис.4 и 5) подтверждают наши прежние выводы [Гросвальд, 1996б], что последние вторжения льда в Бело-морско-Кольскую область представляли собой сёрджи, имели место около 10 и 8 тыс. лет назад и были направлены с северо-востока. И поскольку Баренцев шельф был уже свободен от льда [Landvik et al., 1998], центром и источником этих сёрджей мог быть только Карский ледниковый щит. Именно Карский щит пережил тогда гравитационные коллапсы [Гросвальд, Красс, 1998] и его край выдвигался до Кольского п-ова и Белого моря.

Известно, однако, что, по законам механики, края ледниковых щитов, испытывающих коллапсы, наступают не в какую-то одну, а во все стороны. Так что если один сектор Карского щита достигал Беломорско-Кольской области, то другие должны были покрыть и Печорскую низменность, и север Западной Сибири, и Таймыр. Причем - в те же самые сроки, в начале и середине голоцена.

Мы уже имели случай отметить [Гросвальд, Захаров, 1999], что все это несовместимо с выводами участников проекта QUEEN, которые отрицают поздневалдайское оледенение названных площадей. Поэтому версия ледниковой истории Евразии, защищаемая участниками проекта, требует проверки и пересмотра.

Итак, узкие лопастные выступы моренных поясов, представленные на рис.1, 2 и 3, суть следы сёрджей Баренцево-Карского ледникового покрова, направленных в сторону суши и в приледниковые подпрудные бассейны. Другие сёрджи этого покрова были ориентированы в сторону моря. Именно с ними был связан быстрый спуск льда с Баренцева шельфа и его дегляциация. Последняя, таким образом, - результат не столько таяния льда на месте, сколько его периодических сбросов (спуска) в соседние моря. При этом сёрджи принимали форму мощных извержений айсбергов [Broecker, 1994; Andrews, 1998]. Особенно сильные сбросы льда с Баренцева шельфа имели место около 14 (по П.Бланшону и Дж.Шоу - 12) тыс. лет назад, синхронно с событием Хайнрих-1, что доказано и по геологическим данным, и по резкому сдвигу в изотопном составе донных осадков в проливе Фрама и Норвежском море [Jones, Keigwin, 1988; Sarnthein, Altenbach, 1995]. Из наших данных следует, что такие же сбросы повторились и на несколько тысяч лет позже, около 10 тыс. л.н., когда произошел коллапс Карского ледникового щита.

Рассмотренные выше трансгрессии льда совпадали с этапами потеплений климата. В частности, сёрджи с возрастом в 10 тыс. лет пришлись на время перехода от плейстоцена к голоцену, когда Арктика переживала этап сильнейшего потепления. Выше уже указывалось, что температуры в Гренландии тогда внезапно повысились почти на 20°, а интенсивность снегопадов удвоилась [Alley et al., 1993; Johnsen et al., 1995]. С еще одним теплым интервалом, с концом бореа-ла - началом атлантического времени, вероятно, совпал сёрдж стадии мархида, так что и самый молодой моренный пояс Евразии возник на этапе потепления климата.

По нашей гипотезе [Hughes, 1996; Гросвальд, Красс, 1998], эти и подобные им сёрджи - суть производные от гравитационных коллапсов ледниковых щитов, т.е. явлений внезапного "расплющивания" ледниковых куполов, или "сброса" их толщины, компенсируемого увеличением площади. Причина коллапсов - в резком нестационарном разогреве, который при определенных сочетаниях внешних и внутренних условий испытывают все нелинейные тепловые системы, в том числе ледниковые щиты. Более конкретно: условия для коллапсов возникают тогда, когда придонные части ледниковых щитов достигают температур таяния, пропитываются водой и их сцепление с ложем ослабевает, так что придонный лед уже не может удерживать вышележащую толщу. Динамические системы таких - прогретых и пропитанных водой - щитов переходят в неустойчивое состояние и скачкообразно перестраивают свою форму [Красс, 1983; Hughes, 1998; Fowled, Schiavi, 1998].

Сёрджи Баренцево-Карского ледникового покрова были прямым следствием коллапсов его центрального купола. Эти коллапсы, означавшие "перекачку" льда из центра к периферии покрова, были причиной и быстрых спусков льда в океан, и трансгрессий льда на сушу. В их ходе перераспределялись огромные массы льда; об интенсивности этого процесса говорит размах наступаний юго-западного края покрова: на раннем этапе дегляциации он составил 600-700 км, а при переходе к голоцену - 900-1000 км. Именно таким было расстояние между Новой Землей, до которой покров отступил к 11-12 тыс. лет назад, и позицией фронта Беломорской лопасти, достигнутой на тысячу лет позже [Гросвальд, 1996б; Гросвальд, Красс, 1998].


Для нас важно, что гравитационные коллапсы Баренцево-Карского покрова, решительно изменяя толщину льда, снижали его способность к подпруживанию водотоков и водных бассейнов. Если сплошной барьер из ледниковых щитов был идеальной плотиной, то тонкие ледниковые лопасти, возникавшие после коллапсов и сёрджей, роль плотины играть не могли - особенно там, где лед переходил на плав: над подводными желобами и участками шельфов, испытавшими сильный изо-статический прогиб.
1.4. Горно-ледниковые комплексы

Плейстоценовое оледенение Евразии было представлено также крупными горно-ледниковыми комплексами. Сведения о их границах и площадях пока фрагментарны и противоречивы, недостает надежных данных об амплитудах депрессии границы питания. Если верить литературным данным по этой депрессии, то во многих горных областях бывшего СССР она составляла лишь 500-600 м, а в некоторых - даже 200-300 м, т.е. была в 2-4 раза меньше "средней глобальной", равной 1200-1300 м [Broecker, Denton, 1989].

Судя по примерам с Кавказа, Памира, Тянь-Шаня и из Забайкалья, данные о малых амплитудах снижения границы питания не соответствуют действительности. Как правило, они связаны с ошибками в определении масштабов оледенения и получены там, где границу последнего проводят не по его максимальным моренам, а по краевым образованиям стадий убывания. Только там, где подобных ошибок удалось избежать, определениям депрессии можно верить.

Примером области, где границы древних ледников установлены надежно, может служить Северный Тянь-Шань; депрессия границы питания, определенная здесь методом Гефера по пяти профилям, оказалась равной 1 100-1200 м [Grosswald et al., 1994]. Другой такой пример - Западное Прибайкалье и Хамар-Дабан, где, по исследованиям М.Куле, депрессия достигала 1400-1500 м [Grosswald, Kuhle, 1994]. Эти значения совпадают с данными теоретических расчетов, по которым на Алтае и Кавказе поздневалдайская граница питания снижалась на 1200 м [Варданянц, 1938].

Численное моделирование, исходящее из депрессии границы питания в 1000-1200 м, привело к выводу, что на Тянь-Шане, в Байкальской области и других районах Центральной Азии и Сибири должны были возникать ледниковые шапки и системы сетчатого типа, которые не только целиком погребали горы, но и выходили в предгорья [Гросвальд, 1997, 1998; Budd et al., 1998; Fastook, Grosswald, 1998]. Согласно этим моделям, для гор Евразии были характерны не разобщенные ледники или их группы, а непрерывные, или почти непрерывные цепочки крупных горно-покровных комплексов. Одна из таких цепочек протягивалась от Тянь-Шаня к Чукотке, соединяя "морские" ледниковые покровы периферии материка с ледниковой системой Центрально-Азиатского нагорья, которую открыл для нас М.Куле [Kuhle, 1988,1991, 1998].

Особая роль в оледенении Сибири принадлежала Черско-Колымскому горно-покровному комплексу, который лежал между Охотским, Восточносибирским и Берингийским щитами и объединял их в единую систему. Здесь, на северо-востоке Евразии, возникал гигантский ледниковый покров, который был крупнее Скандинавского. И хотя для тех, кто разделяет взгляд о крайней сухости климата и слабости оледенения Северо-Востока, эта реконструкция покажется неожиданной, для специалистов, знакомых с современными "климатическими" моделями оледенений, она будет вполне предсказуема [Verbitsky, Oglesby, 1992; Marsiat, 1994; Huybrechts, T'siobel, 1995; Budd et al., 1998].

Тем не менее, пока вывод о непрерывности горно-ледниковой системы Евразии основан на ограниченном количестве данных и должен рассматриваться как предварительный. Он нуждается в проверке - сборе дополнительных полевых материалов, тематическом дешифрировании аэро-и космоснимков, в новых модельных экспериментах. И все же имеющихся данных достаточно, чтобы оценить роль горного оледенения в образовании главных гидрологических бассейнов Северной Евразии. И сейчас можно не сомневаться, что ледники заполняли котловины и долины нагорий, "надстраивали" горные системы вверх и вширь, так что разобщенные массивы превращались в сплошной барьер, который был способен отделить бассейны сибирских рек от водосборов Амура и центральноазиатских впадин.

Конечно, картина интенсивного оледенения гор и сильной изоляции водосборов характеризовала лишь эпоху максимума оледенения. С началом его убывания в ледниковом барьере стали появляться проходы и котловины, изоляция бассейнов слабела. Межбассейновые связи стали восстанавливаться, ледоёмы межгорных котловин - сокращаться и исчезать, замещаясь ледниково-подпруд-ными озерами, нередко весьма крупными. Тем самым создавались условия для гидросферных катастроф - повторных прорывов подпрудных озер в горах и разрушительных потопов в предгорьях (СМ. ГЛ. 3).


1.5. Выводы

В максимум последнего оледенения, как, вероятно, и в эпохи более древних оледенений, на северной и северо-восточной окраине Евразии формировался сплошной ледниковый покров, образующий хребет из широких куполов высотой от 1,7 до 3 км и седловин, имевших высоты не менее 1,5 км. Ледяной хребет был непрерывным, включавшим и Карский щит; он играл роль плотины, которая подпруживала все реки, текущие на север и восток.

В глубоководном Арктическом бассейне формировался Центрально-Арктический шельфовый ледник - плавучая ледяная плита, которая в максимум оледенения имела толщину до 1-1,5 км и могла налегать на подводные возвышенности.

Возможен сценарий, при котором на выходе из центральной Арктики, в проливе Фрама, периодически возникала ледяная пробка, превращавшая Арктический бассейн в ледниково-подпрудное озеро, отрезанное от "остального" океана. Шельфовый ледник имел положительный баланс массы, равный 40-45 г/см2 *год. Таким образом, в то время как уровень Мирового океана эвстатически снижался, уровень Арктического бассейна испытывал постепенный рост.

Горные области Сибири и Дальнего Востока подвергались горно-покровному оледенению. Диагональный барьер гор, пересекающий Сибирь от Тянь-Шаня до Чукотки, служил пьедесталом для крупных ледниковых комплексов горно-покровного типа. Роль этого барьера, как орографической границы, отделяющей бассейны сибирских рек от водосборов Амура и впадин Центральной Азии, резко усиливалась.

В свой последний максимум ледниковые системы Северной Евразии имели плановый рисунок "Большого Z". Верхнюю горизонталь этого Z образовывали "морские" ледниковые щиты арктической окраины материка, нижнюю - Тибетский ледниковый щит, а соединяющую их диагональ - цепочка горно-покровных ледников Сибири и Центральной Азии.

Главным механизмом дегляциации арктической окраины Евразии были гравитационные коллапсы ледниковых щитов и производные от них сёрджи. В результате коллапсов толщина щитов резко сокращалась, а сами они теряли способность к подпруживанию рек и водных бассейнов. Если барьер из ледниковых щитов был способен идеально держать воду, то обширные, но тонкие лопасти льда, возникавшие после коллапсов и сёрджей, эту роль играть не могли. Ледяная плотина становилась ненадежной, причем ее слабые звенья приходились на места, где лед переходил на плав - на участки подводных желобов и изо-статически прогнутых шельфов.

"Скандинавско-Баренцево-Карский комплекс ледниковых щитов неизбежно подпруживал реки, которые текли в Северный Ледовитый океан. И им приходилось искать новые пути, идущие в обход ледяной плотины".

Джеймс Т.Теллер [Teller, 1995, с.113]






Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет