Последнее великое оледенение территории СССР

Автор: М. Гросвальд
Источник: альманах «Науки о Земле», 10/1989.
Публикуется в незначительном сокращении.
Полный вариант в формате PDF (5Mb)

Ледниковые покровы северо-востока Евразии

Теперь обратимся к районам Евразийской Арктики, которые лежат восточнее дельты Лены. Анализ материалов по геоморфологии Новосибирских островов и окружающего шельфа привел к выводу, что последний Евразийский ледниковый покров не оканчивался и на Лаптевском шельфе, а протягивался еще минимум на 3 тысячи километров к востоку.

История представлений об оледенении морей и приморских низменностей северо-востока Евразии очень поучительна. Гипотеза о покровном оледенении района Новосибирских островов, которая была выдвинута 100 лет назад русским ученым и полярным исследователем Э. В. Толлем и господствовала до начала 60-х годов, сейчас отвергается практически всеми геологами. Весь север Восточной Сибири исключается из древнеледниковой области материка и рассматривается как часть его перигляциальной, или приледниковой, площади. Этим создается почва для появления гипотез о всевозможных «асимметриях», «асинхронностях» и прочих противоположностях в развитии восточной и западной частей евразийского Севера.

Между тем сейчас можно указать на целый ряд фактов, которые подтверждают правоту Толля. В пользу правильности его гипотезы говорит, прежде всего, реконструкция высот древней снеговой границы Восточной Сибири, выполненная нами по горным моренам и древним карам. Судя по этим высотам, в эпоху последнего похолодания данная граница уже у северной оконечности материковой Якутии снижалась до уровня моря, делая сплошное оледенение шельфа к северу от пролива Дмитрия Лаптева неизбежным. О том же свидетельствуют данные спутниковой гравиметрии: они показывают, что к арктическому шельфу Восточной Сибири приурочен ареал отрицательных аномалий силы тяжести.

Его центр, в котором значения аномалий близки к измеренным в районе Гудзонова залива, совпадает с Новосибирскими островами, а южная окраина захватывает обширную площадь Яно-Колымской низменности. К тому же из наблюдений за уровнями Восточно-Сибирского моря, а также данных по высотам и возрасту морских террас его островов следует, что арктическая подводная окраина Якутии испытывает послеледниковое поднятие, идущее со скоростью до 5 миллиметров в год.

Судя по упомянутым' аномалиям, природа этого поднятия гляциоизостатическая. Не приходится удивляться, что амфитеатр поднятых береговых линий у мыса Бережных, обнаруженный мною на аэроснимках острова Земля Бунге, по своей морфологии аналогичен береговым комплексам Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа. Показано также, что доголоценовые осадки Восточносибирского и Чукотского шельфов обладают крайне высокой твердостью. Это сближает их с суглинистыми отложениями Баренцева шельфа и низменностей Скандинавии, которые переуплотнены действием ледниковой нагрузки.

Но особый интерес представляет геоморфология Новосибирских островов и окружающего шельфа. Здесь прежде всего заслуживают внимания системы дуговидных валов южной части шельфа. Согласно данным С. Никифорова, обобщившего материалы гидрографических съемок, эти валы образуют две выпуклые к югу системы, из них главная охватывает с юга и юга-востока острова Новая Сибирь и Фадеевский. Отдельные валы имеют длину до 100–120 километров, высоты до 15–20 метров, ширину до нескольких километров, иногда они объединяются в серии с поперечником до 10–20 километров (рис. 3).

Происхождение подводных валов Восточносибирского шельфа до сих пор объясняли по-разному. Одни исследователи видят в них неотектонические структуры, получившие прямое выражение в рельефе дна, другие – конечные морены, третьи – «прибрежно-морские формы песчаной аккумуляции (бары), связанные с изменениями уровня океана при росте и убывании оледенения». Однако ни одно из этих объяснений не было и не могло быть убедительным; поскольку валы рассматривались в отрыве от их окружения.

На самом же деле это не изолированные формы, а только один из элементов геоморфологического комплекса района, целого «ансамбля» форм, объединенных общностью условий образования. И судить об их генезисе можно лишь на базе анализа природы комплекса в целом. В него же, кроме подводных валов, как оказалось, входят: асимметричные дуговидные гряды островов, состоящих из молодых осадочных пород – Новой Сибири, Фаддеевского, Земли Бунге, Большого Ляховского; субмеридиональные «слепые» долины, врезанные в дно некоторых проливов, в частности Благовещенского и Заря; низменная песчаная равнина Земли Бунге; плоскодонная подводная депрессия, лежащая к северу от названных островов; уже упоминавшиеся морские террасы и поднятые береговые линии, а также висячие, или ярусные, долины, выявленные на мысе Скалистом (остров Столбовой).

Первый вид перечисленных форм – асимметричные дуговидные гряды – всегда слагается податливыми, «мягкими» породами – рыхлыми песчаниками, глинистыми сланцами, лигнитами мелового, эоценового и более молодого возраста. Наиболее типичный пример таких форм – Деревянные горы острова Новая Сибирь и Стрелка Анжу, причлененная с севера к островам Фаддеевскому и Земля Бунге. Давно известно, что эти гряды – выраженные в рельефе дислокации осадочного чехла; пологие надвиги и подчиненные им линейные, очень напряженные складки, косые и лежачие. В гребнях гряд обычно выходят меловые, палеогеновые и неогеновые породы, вздернутые по надвигам и обнажающиеся в ядрах антиклинальных складок, так что рельеф этих форм прямо отражает их структуру.

А при дешифрировании снимков, полученных со спутников серии «Космос», было выяснено, что действительное число таких гряд – судя по дуговидным «линеаментам» – значительно больше, чем было известно по данным наземной съемки. Стало ясно, что гряды объединяются в гирлянды или даже системы, имеющие рисунок рыбьей чешуи, причем выпуклые стороны всех этих форм обращены на юг, а их «рога» – на север. На юг смотрят крутые склоны гряд, на юг же сдвинуты все надвиговые чешуи, в том же направлении опрокинуты складки. Форме гряд подчинен рисунок речной сети, эта форма во многом определяет и очертания самих островов: для северных берегов Новой Сибири, например, характерны вогнутые контуры, для южных – выпуклые. Наверное, именно так выглядели бы моренные возвышенности Белоруссии, созданные ледниковым напором с севера, если бы они вдруг оказались полузатоплены морем...

Очевидно, что структурные гряды Новосибирских островов связаны с горизонтальным напором, ориентированным с севера на юг, с перемещением крупных пластин поверхностных отложений, направленным в ту же сторону, и с их нагромождением друг на друга, т. е. с типовым процессом образования гляциотектонических сооружений (рис. 4). Кстати, согласно одному из законов структурной геологии, фронтальные стороны всяких пластин земной коры, испытавших горизонтальное смещение – будь то островные дуги или гляциодислокации, – приобретают плановый рисунок фестонов. Поэтому по ориентировке выпуклых сторон этих фестонов, или дуг, всегда можно определить направление перемещения пластин.

Напор с севера действовал здесь недавно, о чем можно судить по геологическому возрасту самых молодых пород, нарушенных надвигами и складками. Правда, еще двадцать лет назад, во время первых геологических съемок эти породы считали палеогеновыми. Однако теперь, после новых детальных исследований, стало ясно, что в поверхностные дислокации района вовлечена и вся плейстоценовая толща, включая ее верхний, самый молодой, отдел.

И хотя все известные мне геологи остаются в убеждении, что дуговидные гряды архипелага – не что иное, как прямые проявления глубинной тектоники, возраст дислокации этому решительно противоречит. Геодинамическая обстановка неогена и тем более плейстоцена арктической части Восточной Сибири, в частности ориентировка растяжений и сжатий земной коры, несовместима с наличием молодых структур, которые были бы связаны с тектоническим давлением с севера. С другой стороны, особенности формы, строения и размещения структурных гряд оказываются здесь поразительно близкими тем же характеристикам гляциотектонических сооружений, которые широко известны во всех областях покровных оледенений.

Большого внимания заслуживают также «слепые» долины, обнаруженные на дне ряда проливов. Эти формы – аналоги туннельных долин областей древнего оледенения. Так, подводная долина Благовещенского пролива имеет длину свыше 100 километров, ширину до 10–13 километров, глубину до 50 метров, ее борта крутые, а днище осложнено цепочкой замкнутых впадин-котлов. Сходную форму имеют слепые долины, врезанные в дно пролива Заря, залива Геденштрома, в участки шельфа, лежащие к западу и востоку от банки Геральд. Но ведь именно такие размеры и морфологические особенности характерны и для типичных туннельных долин приморской суши Дании, севера ГДР и Польши, дна Северного моря и других площадей, эродированных напорными потоками подледниковых вод.

Русловые водно-ледниковые формы другого типа обнаружены на острове Столбовом. Это три яруса висячих долин-ущелий, врезанных в крутой западный склон северной оконечности острова – мыса Скалистого. Ориентировка долин показывает, что ими маркированы три последовательные положения краевой части ледникового щита, уже успевшего сильно сократиться и продолжавшего отступать к северу.

Что касается низменных песчаных равнин Земли Бунге, то вполне очевидно, что это аккумулятивные водно-ледниковые образования, подобные зандрам или флювио-гляциальным конусам. Они сформировались на одной из стадий убывания оледенения в предполье ледникового щита, находившегося севернее, затем были затоплены морем и наконец вновь осушились, что было одним из следствий изостатического поднятия шельфа.

Таким образом, большинство островов района – гляциотектонические сооружения, нагроможденные ледниковым щитом, лед которого здесь двигался с севера. В этой связи плоскодонную впадину, описанную С. Л. Никифоровым на шельфе севернее островов Новая Сибирь и Фаддеевский, следует объяснять ледниковым выпахиванием, или, точнее, отрывом поверхностных пластин осадочного чехла шельфа и их передвижкой на десятки километров к югу. Механизмы образования и перемещения таких пластин, или гигантских отторженцев, к настоящему времени довольно хорошо изучены.

Сейчас ясно, что ключевая роль в их отторжении принадлежала касательным напряжениям на контакте льда с ложем и повышенному поровому давлению воды в подмерзлотном горизонте этого ложа. На месте отрыва пластин как раз и должна была возникнуть обширная плоскодонная депрессия, а на месте их остановки и скучивания – построенные льдом возвышенности, ставшие островами. Пластины надвигались друг на друга, нарушая нормальную последовательность слоев.

Эти нарушения были замечены С. Л. Троицким и другими геологами. А К. К. Марков после безуспешных попыток разобраться в местной стратиграфии отметил ее полнейшую неясность. «Невозможно понять, – писал он в 1965 году, – почему, например, ископаемые льды Новосибирских островов следует отнести к зырянской эпохе оледенения, а нижний горизонт глин с морскими моллюсками считать отложениями бореальной трансгрессии... Почти каждое определение возраста отложений сопровождается здесь оговорками, лишающими выводы определенности».

Надо особо подчеркнуть сопряженность плоскодонной депрессии и рассматриваемых гляциотектонических построек. Как показал белорусский геолог Э. А. Левков, тесная связь таких построек и впадин – характерная особенность древнеледниковых областей, а изучение тех и других показывает, что материал, пошедший на сооружение построек, был извлечен из соседних с ними впадин. В этой связи комплексы из впадин и сопряженных с ними напорных морен Левков называет гляциотектонопарами. По-видимому, в районе Новосибирских островов мы как раз и сталкиваемся с одной из крупнейших гляциотектонопар.

Теперь самое время вернуться к вопросу о происхождении дуговидных подводных валов. После всего сказанного с ним просто – ведь валы явно входят в состав геоморфологического комплекса района и, как это видно на карте, образуют единую систему с асимметричными структурными грядами островной суши. Поэтому можно думать, что генезис тех и других аналогичен, что подводные валы – суть лобовые края гляциотектонических чешуй-скиб, взброшенных по наклонным разрывам.

В целом бросается в глаза, что по всем своим характеристикам – форме, структуре, набору компонентов и плановому рисунку – геоморфологический комплекс района Новосибирских островов поразительно близок ледниковым комплексам Белоруссии и Прибалтики, Таймыра и севера Западной Сибири, северных равнин Польши и ГДР, Канады и США, т. е. областей, где ледниковые покровы взаимодействовали с «мягким» ложем. Для краевых образований всех этих областей характерен «единый набор» признаков.

Согласно американским геологам Р. Олдейлу и Ч.О'Хейру, они почти всегда построены из слоистых пород мелового и третичного возраста и лишь в небольшой степени – из отложений плейстоцена, в основном неледниковых; для них типична ярко выраженная поверхностная складчато-надвиговая структура, а для разрезов дислоцированных пород – частые повторения одних и тех же слоев и пачек; дислокационные структуры этого типа прямо выражены в рельефе, образуя асимметричные гряды высотой в десятки метров, причем крутые склоны гряд соответствуют выходам лобовых краев надвиговых чешуй-скиб; гряды имеют дугообразную плановую форму, они обычно объединяются в гирлянды и ансамбли типа рыбьей чешуи; с внутренней стороны к ним примыкают понижения, которые часто занимают болота, озера, морские заливы.

Это обобщение сделано на базе изучения гляциотектонических сооружений многих районов, в том числе массачусетсских морен – миниатюрной «островной дуги» у берегов Новой Англии. Но ведь весь этот перечень признаков приложим и к Новосибирским островам! В частности, совершенно идентична плановая форма гирлянд островов и подводных морен. Ну как тут не вспомнить слова А. И. Китайгородского из его знаменитой «Рениксы»: «Всякий раз, когда природа поставлена в тождественные условия, она откликается одинаковым образом». И конечно же, верно и обратное: раз ее «отклик» (в данном случае – рельеф) одинаков, значит, и условия были тождественны.

Итак, на Новосибирских островах и окружающем шельфе мы видим целый комплекс следов ледникового щита, центр которого располагался северо-восточнее архипелага. В нем, правда, отсутствуют подводные желоба-троги, столь характерные для большинства гляциальных шельфов, а на скальных породах, слагающих острова Котельный и Врангеля, никому не удалось обнаружить ложбин ледникового выпахивания и бараньих лбов со штрихами и шрамами.

Но эти факты отнюдь не противоречат выводу об оледенении Восточносибирского шельфа, просто лед здесь был холодным, на больших площадях примороженным к ложу, он не мог скользить по своему субстрату и не производил его истирания. На участках «жесткого» ложа он двигался за счет внутренних деформаций, а на участках «мягкого», но мерзлого ложа – смещался вместе с примороженными пластинами осадочных пород, легко скользивших по водонасыщенному под мерз л от ному горизонту.

До какого же рубежа продвигался южный край Восточносибирского щита? Об этом можно только догадываться, так как типичные конечно-моренные пояса на севере Якутии неизвестны. Здесь приходится опираться на более косвенные данные – следы недавнего подпруживания текущих на север рек, дислокации молодых осадочных пород приморских равнин,
прадолины и маргинальные каналы.

На недавнее подпруживание северных рек Восточной Сибири указывают толщи озерных отложений – глин, мелкозернистых песков и супесей, имеющих бассейновую слоистость и значительные – до 30–50, иногда 100–120 метров – мощности. Озерные толщи, часто сильно льдистые, и потому называемые ледовым комплексом, или едомой, заполняют нижние участки долин Лены с притоками, Яны, Индигирки, Колымы. Они погребают доледниковые террасы, трансгрессивно налегают на неровные, не подготовленные эрозией склоны.

Именно эти данные, рассмотренные вместе со следами оледенения шельфа, убеждают в реальности древних озер Северной Якутии, позволяют восстановить их контуры и уровни. Впрочем, я лишь развиваю взгляды ряда мерзлотоведов, которые давно поняли, что без подпруды на севере накопление мощной едомы никогда бы не осуществилось. А сотрудники «Аэрогеологии» А. И. Музис и Р. О. Галабала прямо писали, что рельеф Яно-Колымской низменности в плейстоцене преобразовался и главной причиной этого было «... возникновение запруды в виде ледникового покрова в районе шельфа Восточно-Сибирского моря».

Не менее важную информацию о положении края ледникового щита несут с собой дислокации молодых, от меловых до плейстоценовых, отложений североякутской суши. В низовьях Индигирки, у озера Тас-Тах, они были обнаружены еще в начале века участником экспедиции Толля К. А. Воллосовичем. Давно известны также складчатые деформации третичных отложений района Быковской протоки дельты Лены, которые резко – до 65° – расходятся с простиранием складок в более древних, пермских и триасовых породах. А чуть южнее, на восточном склоне Приморского кряжа, в близком соседстве с бухтой Тикси, М. Ф. Лобанов описал целую систему поверхностных дислокаций – узкие асимметричные складки с крыльями, падающими под углами до 75°, «гофрировку» слоев, мелкие взбросы, надвиги и сдвиги, имеющие амплитуды в десятки метров.

Причем он понял: выявленные структуры – результат горизонтального давления, направленного с востока на запад, т. е. с моря на сушу. Этот напор Лобанов, как и все авторы прежних описаний, еще связывает с глубинной тектоникой, с «разными фазами альпийского орогенеза». Однако все особенности этих дислокаций – чисто поверхностный характер, вовлеченность в них плейстоценовых осадков и ясно выраженная связь с горизонтальным давлением, направленным со стороны шельфа, откуда ничто, кроме ледникового щита, давить не могло, – наводят на мысль об их экзогенной, т. е. внешней по отношению к земной коре, природе.

Именно к такому выводу совсем недавно пришел якутский геолог В. Б.Спектор. Проведя детальные исследования рельефа и рыхлых отложений района Тикси и составив их карту, он обнаружил следующее. Поверхностный (или «геоморфологический») слой, содранный с побережья и морского дна, перемещен здесь с северо-востока на юго-запад. При этом были выпаханы продольные борозды с ложковидным профилем, теперь заполненные водой, и сооружены гряды, имеющие чешуйчатую структуру и дуговидную форму; они обращены выпуклостями на юго-запад, с моря на сушу.

Выраженные в рельефе надвиги «наложены» на рельеф четвертичного возраста, в то же время они явно не согласуются с «подстилающими» мезозойскими структурами. Один из таких надвигов, Севастьяновский, имеет протяженность несколько десятков километров и форму фестончатого хребта высотой 100–200 метров и сопровождается рядом сдвиговых дислокаций – более низких гряд с множеством озер между ними. «Так что вид местности – вполне ледниковый, а вся структурная вергентность имеет направление от моря!» – писал он мне в начале 1989 года.

Почему я столь обстоятельно рассказываю о дислокациях района Тикси? Да потому, что они позволяют определить длину той линии тока льда, которая начиналась где-то северо-восточнее Новосибирских островов и упиралась в северные отроги Верхоянского хребта. И раз эта линия – один из радиусов ледникового щита, то другие должны были достигать кряжа Полоусный и более восточных возвышенностей, даже переваливать через их водоразделы! Но возникает вопрос: а есть ли на этот счет более прямые, геологические, указания? Некоторые специалисты уже поспешили ответить «нет».

Однако за этим стоит лишь неистребимая приверженность традиции. Ведь на севере Якутии следов оледенения уже много лет никто не ищет, причем не в последнюю очередь как раз из-за той самой веры в «безледный Северо-Восток», которая довлеет над исследователями. Существуют, конечно, и объективные трудности. Ледниковый щит Северо-Востока имел сравнительно скудное питание и низкую энергию, поэтому он мог не создавать и типичных краевых образований. К тому же последние могут быть перекрыты толщами льдистых осадков подпрудных озер, которые смещались на север по мере отступания ледникового края.

Зато здесь явно перспективны поиски новых гляциодислокаций, а также «мертвых» каналов стока талых ледниковых вод. Этому, кстати, учит и опыт исследований других районов с низкой энергией оледенения, в частности запада Канадской Арктики, где гляциотектонические структуры и маргинальные каналы – главный ключ к пониманию географии и динамики ледниковых покровов прошлого.

На карте кряжа Полоусного мне удалось выявить несколько сквозных долин, открывающихся на юг, и убедиться, что они неотличимы от долин прорыва в горах Ричардсон, через которые талые воды Лаврентьевского щита сбрасывались на юго-запад, во внутренние котловины Аляски. Сквозные долины Полоусного также можно объяснить лишь эрозией при сбросах воды, накапливавшейся между Восточносибирским щитом и кряжем.

А на склонах этого кряжа и равнинах, примыкающих к нему с юга и севера, сейчас известно немало субширотных прадолин. Часть их заполнена мощными толщами песков, а часть «протаяна» в сильно льдистых и, как следует из некоторых наблюдений, деформированных отложениях едомы. Якутские прадолины могли образоваться у края древнего ледникового щита, однако пока это лишь гипотеза: они до сих пор почти не изучены. Между тем не по ним ли следует проводить южную границу Восточносибирского щита в период его отступания?

Постепенно накапливаются и данные о продолжении Восточносибирского щита к востоку от Новосибирских островов. Об этом, в частности, говорят туннельные долины, врезанные в дно Чукотского моря по обе стороны от банки Геральд. Кроме того, на прибрежных шельфах Восточно-Сибирского и Чукотского морей стали известны широтные прадолины, две из которых пересекают остров Врангеля.

Отрезки широтных, т. е. параллельных береговой линии, долин, ныне сухих, обнаружены также в береговой зоне между устьем Колымы и Чаунской губой. К тому же имеются ясные следы отклонения стока якутских рек через эту губу на юг, в бассейн Анадыря, к чему я еще вернусь. Но чтобы такая «переброска» стала возможна, вода в подпрудных озерах Северной Якутии должна была подниматься до 300 метров над современным уровнем моря, а это требовало мощной и сплошной плотины. Естественно, что ею мог быть только ледниковый щит, надвигавшийся с севера как на приморские низменности, так и на северные склоны прибрежных гор.

Конечно, в этих условиях неизбежно и возникновение морен напора, или гляциотектонических структур, однако в литературе по району сведений о них нет. Тем важнее уникальные данные, приведеные в письме горного инженера из Магадана Ю. В. Баркана. Судя по его наблюдениям, сделанным в 1981 году на юго-востоке Чаунской низменности в штреках Чаанайской шахты, там имеются следы крупноамплитудных смещений блоков-плит осадочного чехла по пологим разрывам, связанным с ледниковым напором с севера. На глубинах 100 и 40–60 метров он выявил горизонты разрывных дислокаций и установил, что именно по ним развивались блоковые движения, по ним вошли в контакт мерзлые толщи суглинка, кварцевого галечника, песка.

Эти горизонты маркированы брекчиями из отторженцев с притертыми контактами и зеркалами скольжения, дроблеными валунами и галькой, разорванными линзами торфа с «растащенными» и раздавленными стволами древесины-плавника; слоистость здесь нарушена, обломки мерзлой глины вдавлены в песок... И все они ясно указывают на условия «гляциостресса с севера».

Тот же вывод легко сделать при рассмотрении зарисовок, приложенных к письму. «Так что чукотское побережье Северного Ледовитого океана – отнюдь не оазис среди плейстоценовых ледников Севера, а лишь участок, где следы оледенения остаются незамеченными». Это заключительные слова Ю. В. Баркана. А все его письмо было критической реакцией на мою книгу 1983 года, где я изложил традиционный (и ошибочный) взгляд ка оледенение северо-востока.

Наконец, факты и косвенные соображения приводят к выводу, что Восточносибирский щит смыкался с Чукотским ледниковым куполом. Последний, судя по имеющимся геологическим данным, целиком покрывал одноименный полуостров, а его периферия выходила на Чукотский и Берингийский шельфы. Об этом говорит фьордовое побережье восточной и южной части полуострова, занос чукотских валунов на остров Св. Лаврентия, отмеченный исследователем Аляски Д. Хопкинсом, а также молодые, перекрытые лишь голоценовым илом, морены на прибрежном шельфе.

На существование ледникового центра на шельфе Чукотского моря и перетекание его льда через полуостров, в сторону Берингова моря, указывают долины ледникового прорыва в широтных хребтах. Подобные долины – сквозные троги – надежный признак покровного оледенения. Они известны во всех горных странах, где были такие оледенения и где вершины ледниковых щитов не совпадали с водораздельными гребнями подледных хребтов, так что последние пересекались (и прорывались) ледяными потоками. Подобные ситуации возникали в Скандинавии, Шотландии, Британской Колумбии, на Аляске, Таймыре, в Саянах – и во всех этих районах мы видим сквозные троги.

---