Ладожское озеро


Евразийские гидросферные катастрофы и оледенение Арктики

Автор: М. Гросвальд
Источник: Москва, «Научный мир» 1999. ББК 26.222.8:823; ISBN 5-89176-067-3
Полный вариант в формате DJVU (14.5Mb)

ГЛАВА 1
ОЛЕДЕНЕНИЕ АРКТИЧЕСКОЙ ОКРАИНЫ И ГОРНЫХ РАЙОНОВ МАТЕРИКА

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 Сальпаусселькя-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 14С-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.

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

Моренные пояса
Рис.5. Ледниковые покровы и приледниковые озера на северо-востоке Европы сразу после раннеголоценового сёрджа (<10 тыс. лет назад)

1 – края и линии тока льда;
2 – линия смыкания ледниковых щитов в максимум последнего оледенения;
3 – ледниково-подпрудные озера:
4 – ориентировка наиболее важных ледниковых шрамов;
5 – перенос эрратики в конце оледенения (по Б.И. Прокопчуку [1985]);
6 – пункты взятия образцов для датирования озерных осадков: 1 – Гамская терраса на Вычегде, 2 – разрез Гостинный в низовье Северной Двины. Ск – Скандинавский ледниковый покров; БК – баренцевоморская часть льда, трансгрессировавшего из Карского центра; К – Кольский п-ов

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.

Содержание