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)

Рельеф щитов рисуют компьютеры

Да, для объемной, или трехмерной, реконструкции ледниковых щитов и Евразийского ледникового покрова в целом, которая представлена на рис. 5, потребовались современные ЭВМ. Однако первые шаги на пути к такой реконструкции были сделаны много раньше, когда компьютеры этого еще не умели. В то время, каких-то 10-20 лет назад, гляциологам приходилось опираться на упрощенные методы. Так, один из пионеров этих работ ленинградский геолог П. С. Воронов определял форму и толщины древнеледниковых щитов с помощью эмпирически найденного соотношения их высот и радиусов.

Его метод использовался и другими, в том числе мной. При воссоздании формы «вымерших» ледниковых покровов мы старались исходить из актуалистического допущения, что эта форма была в принципе аналогична форме ледниковых щитов, которые и ныне существуют в Антарктиде и Гренландии. И потому на площадях, очерченных конечно-моренными поясами и другими краевыми образованиями, рисовали выпуклые щиты с параболическими профилями, на месте желобов-трогов – ледяные потоки, подобные антарктическим, а там, где ледниковый покров граничил с глубоким и холодным океаном, – плавучие плиты шельфовых ледников.

Но теперь положение изменилось. Гляциологи вооружились компьютерами и пополнили свои ряды профессиональными математиками, в этой старой науке появилась новая отрасль – вычислительная гляциология.

Разработаны машинные программы, позволяющие моделировать практически все гляциологические процессы, в том числе рост и деградацию ледников под влиянием изменений природной среды. Так что мы можем положиться на компьютер: получив от нас данные о границах оледенения, рельефе местности, механических свойствах поверхностных отложений и палеоклимате, он сам рассчитает форму профилей щитов, а потом нарисует щиты с изолиниями равных высот, поверхностными линиями тока, величинами атмосферного питания, контурами участков донного таяния и примерзания.

В микрокомпьютерном центре Института географии АН СССР такой работой занялись В. Л. Мазо и В. А. Балаева. Заинтересовались представленными выше границами и гляциологи США: Д. Макайел и Д. Линдстром из Чикаго и Теренс Хьюз из Мэнского университета использовали их в собственных компьютерных моделях последнего оледенения и этапов его деградации. Результаты одной из них, еще не опубликованной, но любезно предоставленной мне Хьюзом, я заимствовал при изображении рельефа Евразийского ледникового покрова.

Реконструкция этого покрова, показанная на рис. 5, заметно отличается от всех палеогляциологических карт, публиковавшихся мною прежде. Восточная часть Евразийского покрова теперь не оканчивается на Таймыре, а простирается много дальше, перекрывая и Новосибирские острова и остров Врангеля с банкой Геральд. Это значит, что ледниковый покров распространялся не только на Баренцево-Карский шельф, но и на шельфы морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского, в пределах которых, как теперь ясно, существовал особый, Восточносибирский, ледниковый щит. По своей площади он был равен Гренландскому, а его ледораздел поднимался выше 2000 метров.

Из новой карты также следует, что Карский ледниковый щит, занимавший весь центр Северной Евразии, был значительно крупнее, чем первоначально предполагалось, и много больше Скандинавского щита. Он растекался из центра, лежавшего, как я уже указывал, над западной частью Карского шельфа, где высота ледниковой поверхности достигала 2700 метров.

На севере карский лед сползал в глубоководный Арктический бассейн, используя желоба «Св.Анны», Воронина и североземельские проливы; на востоке он сливался с Восточносибирским щитом; на юго-востоке переваливал через горы Бырранга, ассимилировал Путоранский ледниковый комплекс и выходил на Среднесибирское плоскогорье; на юге наступал на Западно-Сибирскую равнину вплоть до Сибирских увалов; на юго-западе преодолевал Пай-Хой, «перешагивал» через Вайгач и вторгался в бассейн Нижней и Средней Печоры; наконец, на западе двигался поперек барьера Новой Земли и, выпахав на этом пути поперечную рытвину Восточно-Новоземельского желоба и несколько сквозных трогов, включая Маточкин Шар, выходил на Баренцев шельф и его крупнейшие желоба-троги Медвежинский и Франц-Виктория.

Таким образом, Карский щит доминировал в Евразийской Арктике, его лед распространялся на север Европейской части СССР, преодолевая горные барьеры. Эта картина идет вразрез с расхожим представлением о крайней сухости плейстоценового климата Сибири и может показаться невероятной. Однако, судя по численным моделям, атмосферное питание внутренней области этого щита отнюдь не было скудным и составляло 20—25 сантиметров в год (в слое воды). К тому же размеры ледниковых покровов зависят не только от приходных статей их баланса массы, но и от расходных (что известно каждому, кто волнуется за состояние нашего госбюджета), между тем сравнительно невысокая скорость писания здесь с лихвой компенсировалась слабым таянием и затрудненностью стока льда в океан.

На новой карте мы не видим ставшего привычным Баренцева ледникового щита. Судя по ней, почти всю площадь Баренцева шельфа занимали гигантские ледяные потоки, в которых карский лед объединялся со скандинавским. Движением этих потоков и их эродирующим воздействием можно объяснить и положение желобов-трогов шельфа, и уступы его дна, и известные дислокации острова Колгуева. Последние, возможно, близки гляциотектоническим структурам Новосибирских островов.

Итак, последнее оледенение охватывало всю Евразийскую Арктику, включая и ее северо-восточную часть. Оно было представлено тремя ледниковыми щитами – Скандинавским, Карским и Восточносибирским, а также Чукотским ледниковым куполом. Их приблизительные площади соответственно составляли 3400 (на территории СССР – 1500), 5900, 2300 и 400 тысяч квадратных километров. Что касается Путоранского ледникового комплекса, оставившего яркие следы на северо-западе Средней Сибири, то он целиком поглощался Карским щитом и только на заключительных стадиях оледенения становился самостоятельным.

Компьютерная реконструкция высветила несколько морфологических особенностей ледникового покрова, которые заметно меняют сложившиеся представления о его форме. Во-первых, ледниковые седловины, которые разделяют главные щиты, оказались на полкилометра выше, а степень обособленности Свальбардского купола (северо-западного «отрога» Карского щита) много слабее, чем было показано на прежних картах. В целом весь Евразийский ледниковый покров теперь выглядит более монолитным, чем он казался раньше, а его отдельные купола, возникавшие между ложбинами крупнейших ледяных потоков, не более обособленными, чем купола В и С в современной Антарктиде.

Во-вторых, бросается в глаза пологость южных краевых зон ледниковых щитов. Они уже не столь выпуклы, как на прежних реконструкциях, в чем сказалось падение значений предельного сопротивления сдвигу у ложа хь в областях с «мягким», легко деформируемым ложем.

В-третьих, Восточносибирский щит оказался еще более крупным – он завоевал новую площадь, шагнув за пределы Чукотского шельфа в область подводных поднятий хребта Менделеева (плато Арлис), Чукотского купола и хребта Нортвинд. Глубины 300-700 метров не помешали краю щита закрепиться на этих поднятиях...

Но чтобы такое выдвижение льда на север, на значительные глубины в зоны шельфа и подводных поднятий стало возможным, края щитов должны быть подпружены. Чисто механические аргументы убеждают, что без подпора эти края никогда бы не стабилизировались – потери на откол айсбергов были бы столь велики, что никакие снегопады не смогли их восполнить.

Есть и балансовые аргументы: сток ледниковых масс в Арктический бассейн, где таяние прекращалось, должен был сравнительно быстро создать в нем шельфовый ледник толщиной до полутора километров. Этот вывод, впервые сделанный американским геологом Джоном Мерсером, успел найти немало подтверждений. Недавно его поддержали и уже упоминавшиеся математики Макайел и Линдстром, выполнив численное моделирование плавучего ледника Норвежско-Гренландского бассейна.

Так что Евразийский покров не мог оканчиваться на внешних границах шельфа, а должен был продолжаться в глубоководную впадину Северного Ледовитого океана и переходить в плавучий шельфовый ледник. Выходит, что этот океан не только обрамлялся ледниковыми щитами, но и сам покрывался толстым плавучим ледником, объединявшим ледниковые системы Евразии и Северной Америки.

Конечно, шельфовый ледник, образованный из смерзшихся айсбергов и подверженный новым дроблениям на контактах с ледяными потоками и подводными хребтами, не мог быть сплошным. Он изобиловал полыньями и сквозными трещинами, а это значит, что под лед проникала солнечная энергия, поддерживая жизнь фитопланктона и привязанных к нему трофических цепочек морской фауны.

В то же время способность такого ледника противостоять горизонтальному сжатию вряд ли снижалась. Ведь известно, что, например, металлы со структурой, похожей на пчелиные соты, не уступают по прочности своим массивным разностям. Это, кстати, давно поняли конструкторы вертолетов, стремившиеся облегчить их несущие винты. Таким вот образом (подсказанным мне коллегой из США Джоржем Дентоном) удается устранить видимое противоречие между необходимостью ледникового подпора «морских» щитов, а значит, толстого шельфового ледника в Арктическом бассейне, и фактом сохранности в нем нескольких видов доледниковых моллюсков и рыб.

---