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 6
ПРОБЛЕМА ИСТОЧНИКОВ ВОДЫ И ЭНЕРГИИ ПОТОПОВ
ХРОНОЛОГИЯ ГИДРОКАТАСТРОФ

…Без указания источника вод Бретц не имел никакой связной теории, только набор необычных наблюдений. А в сочетании с озером Мизула как источником воды, наблюдения Бретца наконец связались в понятную, вразумительную теорию.
Стивен Д. Гулд [1986, с.26]

Острота проблемы источников воды, участвовавшей в образовании грядово-ложбинных комплексов Сибири, давно осознана их исследователями. Вопрос о том, "...откуда взялась та масса воды, которая произвела столь крупную работу, – был поставлен еще Г.И.Танфильевым [1902, с. 161-164], – ведь дождевых и снеговых вод, ввиду незначительности общего уклона, едва ли было для этого достаточно".

В ответ указывали на соседние горы (как И.П.Герасимов и С.Ю.Геллер), на "приподнятые возвышенности Северного Казахстана" (как В.А.Николаев), зону абляции ледникового покрова (как сам Г.И.Танфильев, В.И. Орлов и А.А.Земцов) или на особую роль плювиального климата ледниковых эпох (как С.Ю.Геллер и В.Н.Кунин). Сначала казалось, что эти объяснения достаточны, но так было лишь до тех пор, пока вопрос стоял о питании обычных, "нормальных" водотоков.

Однако теперь положение изменилось. Стало очевидным, что все эти объяснения непригодны. В отличие от предшественников, мы знаем действительные размеры и мощь прорывных потопов Сибири, поэтому в нашей постановке проблема источников воды, питавшей эти потопы, приобретает новое звучание: вопрос стоит о совсем других массах воды. Итак, откуда же брались эти массы, где тот источник, который питал евразийские гидросферные катастрофы?

Сначала наметим широкое поле, в котором может лежать ответ. Можно не сомневаться, что источники потопов связаны с оледенением, и их механизмы следует искать во взаимодействиях гидросферы с ледниковыми покровами. Логика в этом простая: все крупнейшие гидросферные катастрофы прошлого происходили в ледниковые эпохи [Гулд, 1986; Baker, 1997], и мы вряд ли ошибемся, если допустим, что это совпадение было неслучайным.

6.1. Известные механизмы гидрокатастроф

Известно несколько механизмов гляциальных гидрокатастроф настоящего и прошлого. Первый из них состоит в периодических прорывах ледниково-подпрудных озер, что может и сейчас наблюдаться в горно-ледниковых районах мира (см. гл. 3). Другой механизм (назовем его вторым) заключается в периодических извержениях талой воды из-под ледниковых покровов "теплого" и "двухслойного" типа. Продуктивность и мощность обоих механизмов прямо пропорциональны масштабам оледенения: во-первых, самые грандиозные катастрофы происходили в плейстоцене, когда ледники разрастались, и, во-вторых, масштабы всех потопов в общем пропорциональны размерам порождавших их ледников.

Не только горное, но и покровное оледенение сопровождалось катастрофами первого рода. Такие катастрофы происходили в Северной Америке [Teller, Thorleifson, 1988], вероятно, они имели место и в Евразии. Равнинные озера, подобные Мансийскому, периодически прорывались, причем не только на север и запад, но и на юг, в сторону Арало-Каспийского бассейна. Для этого требовалось, чтобы выходы из озер, такие как Тургайский спиллвей, время от времени закрывались пробками из айсбергов. Другой причиной прорывов равнинных озер могли служить гидравлические удары, которые они получали при йокульлаупах их горных аналогов (см. выше), а также сёрджи ледяных потоков, вторгавшиеся в них с севера: озерная вода при этом выдавливалась на юг, а ледниковые лопасти работали как поршни в насосе.

Вполне вероятно, что эти механизмы действительно работали, однако, судя по простейшим расчетам, ни один из них не был в состоянии обеспечить объемы стока и расходы, характерные для евразийских потопов. Будь они связаны только с этими механизмами, объемы стока всегда оставались бы в пределах 103-104 км3, а расходы воды были бы меньше мизульских.

Более значительные объемы и расходы сейчас связывают с катастрофами второго рода. По оценке Дж. Шоу, объемы талой воды, которые повторно вырывались из-под Лаврентьевского ледникового щита, измерялись десятками тысяч кубокилометров, а ее расходы были близки к мизульским. Так, объемы "разовых" выбросов воды, задействованных в катастрофах Ливингстон-Лейк (Саскачеван и Альберта, Канада) и Джорджиан-Бей (Онтарио), имели величину 80-90 тыс. км3, а ее краткосрочные расходы доходили до 106-107 м3/с [Shaw et al., 1989, 1996; Kor et al., 1990].

Такие же выбросы подледной воды, видимо, происходили и в Антарктиде [Sugden et al., 1991]. Причем и в Северной Америке, и в Антарктиде возникали пластовые потоки, которые были напорными и, в зависимости от перепадов давления, двигались как вниз, так и вверх по подледным склонам [Shoemaker, 1992а, b].

Подледная вода должна была питать и катастрофические потоки Евразии. Судя по расчетам М.С.Красса [Гросвальд, Красс, 1998], Евразийский ледниковый покров испытывал донное таяние, и у его ложа должна была накапливаться талая вода. Последняя периодически выдавливалась наружу, питая реконструированные выше системы талого стока. Однако и этот ("второй") механизм гляциальных потопов не мог быть основным. Сравнение объемов воды, которые дает донное таяние, с ее расходами на замыкающем створе Транссибирской системы стока делает ясным: их значения не сходятся, подледной воды было слишком мало, ее не хватало.

Хорошее представление о количестве воды, которое может дать донное таяние крупного ледникового покрова, дают расчеты Дж.Фастука [Fastook, 1997], выполненные для современной Антарктиды. Судя по ним, скорость образования придонной воды, в зависимости от принимаемой оценки баланса массы, варьирует от 5,55 до 8,75 км3/ год, а суммарные запасы – от 4190 до 5600 км3. Антарктический ледниковый покров больше Евразийского, и по этим запасам Антарктида наверняка превосходит плейстоценовую Евразию. Тем не менее, как мы видим, и антарктические запасы оказываются на 2-3 порядка меньше тех водных масс, которые участвовали в евразийских потопах. Таким образом, ни один из "типовых" механизмов гляциальных потопов не может обеспечить объемов воды, потребных для питания евразийских потопов.

Что касается других – неледниковых – гипотез, объясняющих гидросферные катастрофы, то и они искомого решения не дают. Гипотеза С.А.Зимова [1989], например, исходит из теоретической вероятности катастроф, связанных с такими явлениями, как сверхвысокие (резонансные) приливы и гигантские океанские волны, вызванные падением метеоритов. Однако против нее (как и других, подобных ей гипотез) свидетельствует статистика, приведенная самим С.А.Зимовым: резонансные приливы в Мировом океане могут повторяться не чаще, чем раз в несколько сотен тысяч лет, а падения метеоритов, имеющих энергию, достаточную для генерации гидросферных катастроф, – в среднем лишь раз в 5-10 млн лет.

Так что ни тем ни другим евразийских потопов не объяснишь: они происходили в сотни раз чаще резонансных приливов и в тысячи раз чаще падений в океан больших метеоритов; к тому же, потопы явно приурочивались к ледниковым эпохам, чего ни приливы, ни метеориты делать не могли.

Содержание