10 місяців тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Д. Б. ОРЕШКИН,

кандидат географических наук

Дмитрий Борисович ОРЕШКИН работает в Институте географии АН СССР, автор ряда научных работ, посвященных динамике и рельефообразующей дея­тельности древних оледенений. Член авторского коллектива обобщающей моно­графии «Московский ледниковый покров Восточной Европы». М., Наука, 1982). Его научно-популярные статьи и очерки, опубликованные в периодических из­даниях («Студенческий меридиан», «Лес и человек», «Охота и охотохозяйство», «Московский комсомолец» и др.), посвящены истории древних оледенений, эволюции климата, особенностям современного рельефа Земли.

Д. Б. Орешкин принимает участие в организации и проведении ряда между­народных научных совещаний, в том числе XI Конгресса Международного союза по изучению четвертичного периода в 1982 г., ведет лекционную пропаганду географических знаний.

Родоначальник античной натур­философии, Фалес из Милета, счи­тал воду началом вещей. Это на­ивное утверждение не так уж да­леко от истины: вода действитель­но является одной из основ наше­го мира. С общегеографической точки зрения решающим свой­ством этого простейшего соедине­ния водорода с кислородом оста­ется его способность играть веду­щую природообразующую роль во всех трех своих агрегатных со­стояниях — газообразном, жид­ком и твердом. Пожалуй, на зем­ном шаре не найдется вещества, способного сравниться с водой по части универсальности. О зна­чении жидкой воды в жизни при­роды говорить не приходится — оно очевидно. Газообразная во­да — водяной пар — является не­обходимым звеном кругооборо­та энергии и жизни на нашей пла­нете. Ежегодно около 520 тыс. кмводы, пройдя через атмосферный испаритель, выпадает на поверх­ность Земли, увлажняя сушу, пи­тая ручьи и реки, унося в океан до 20 млрд. т. твердых наносов. Но этим функции водяного пара не ограничиваются. Он защищает планету от чрезмерного охлаждения, укутывая ее слоем облаков и пе­рераспределяет энергию в атмо­сфере, играя роль глобального терморегулятора.

Сравнительно более скромным на первый взгляд кажется природообразующее значение воды в твердом состоянии — льда и сне­га. Но на самом деле это далеко не так. Некоторые аспекты мно­гостороннего воздействия льдов на окружающий нас мир еще не­дооцениваются из-за их недоста­точной изученности. Еще большая роль принадлежала льдам в не­давнем геологическом прошлом, когда великие древние оледене­ния покрывали более 30% суши. Влиянию былых ледниковых по­кровов на формирование совре­менного лика Земли и посвяще­на эта брошюра. Но чтобы рас­шифровать следы, оставленные древними ледниками, надо доста­точно хорошо знать свойства льда и особенности современного оле­денения планеты.

Образование льда может про­исходить различными способа­ми (Инженерная гляциология. Сб. под ред. Г. К. Ту­шинского. М., Изд.-во МГУ, 1971). С известной степенью услов­ности выделяются три главных ти­па льдообразования. При рекристаллизационном типе выпавшие массы снега в условиях низких тем­ператур уплотняются под действи­ем собственного веса, медленно превращаясь сначала в фирн, а за­тем в лед. Для такого льда харак­терно большое содержание воз­духа, доставшегося ему в наслед­ство от снежно-фирновой толщи. Мелкие воздушные пузырьки при­дают льду специфический молоч­но-белый цвет; его удельный вес около 0,75 г/см3, иногда более. Рекристаллизационное льдообра­зование характерно для самых вы­соких широт (например, для Ан­тарктиды) и вершин гор.

Инфильтрационный лед обра­зуется при частичном подтаива­нии снежно-фирновых масс в теп­лое время года. Талая вода, про­сачиваясь в нижние горизонты фирна, замерзает там, заполняя все поры. Для этого типа льда ха­рактерен голубоватый цвет и не­сколько большая плотность — до 0,9 г/см3. Именно инфильтрационным льдом сложена большая часть горных ледников нашей пла­неты.

При конжеляционном льдооб­разовании кристаллы льда зарож­даются прямо в толще воды. В этом случае вода из жидкой фазы переходит прямо в твердое со­стояние, минуя атмосферный ис­паритель. Такой лед состоит из наиболее отчетливо оформленных кристаллов, содержит мало вклю­чений воздуха и имеет красивый голубой цвет. Удельная плотность его превышает 0,9 г/см3.

Естественно, в природе часто наблюдаются и промежуточные типы льдообразования. Например, снег, выпавший на конжеляционный озерный лед, может пере­кристаллизоваться по инфильтрационному типу льдообразования. В результате получится ледовая толща смешанного происхожде­ния.

По мере увеличения мощности ледовой толщи она приобретает способность растекаться под дей­ствием собственного веса. На про­тяжении многих десятилетий счи­талось что лед движется, как жид­кость, с очень большой, но все же постоянной вязкостью, и, следо­вательно, скорость его течения прямо пропорциональна внешнему усилию или внутреннему на­пряжению. Но в середине нашего века благодаря лабораторным эк­спериментам Дж. Глена и теоре­тическим расчетам Дж. Ная из Ве­ликобритании удалось выяснить, что первоначально приложенное усилие имеет следствием изме­няющуюся во времени деформа­цию ледяного кристалла. С этой точки зрения поведение льда со­ответствует представлениям о дви­жении полнокристаллического твердого тела. Он в самом деле напоминает по своим механичес­ким свойствам металл, находя­щийся при температуре чуть ниже точки плавления. В таких услови­ях для данного напряжения ско­рость деформации льда сначала возрастает, но затем становится почти постоянной (Обзор физических свойств льда дан в ра­боте У. Патерсена «Физика ледников» (М., Мир, 1972)).

В реально существующих лед­никах напряжения действуют в те­чение очень длительных отрезков времени, в связи с чем гляциоло­ги, как правило, сталкиваются именно с этой установившейся фа­зой движения ледника. Этим и объ­ясняется стремление рассматри­вать ползучесть льда как вязкое течение, которое описывается ли­нейным законом. Однако при та­ком подходе коэффициент вяз­кости превращается в практичес­ки неуловимую величину, лишен­ную физического смысла, пото­му что он сам зависит от таких факторов, как структура и темпе­ратура льда, интенсивность напря­жений и многое другое.

По расчетам известного совет­ского гляциолога П. А. Шумско­го (Шумский П. А. Основы структурного ледоведения. М., Изд-во АН СССР, 1955), на склоне крутизной в 45° слабое движение льда начинается уже при мощности около 1,5 м, а за­метное — при 15,4 м. Для уклона в 10° соответствующие значения равны 6,28 и 62,8 м, а для практи­чески горизонтальной площадки они составляют 62,5 и 625 м. Оче­видно, чем «теплее» и мягче лед, тем меньший вес он должен нако­пить для того, чтобы прийти в дви­жение.

Говоря о скорости движения льда в широком смысле слова, при­ходится оперировать лишь самы­ми общими цифрами. Для ледни­ков в обычном состоянии она из­меняется от нескольких десятков до сотен метров в год. Очень круп­ные и мощные ледниковые пото­ки в Антарктиде за год проходят до полутора километров, а одна из крупнейших ледниковых рек Гренландии, Якобсхавн, движет­ся со скоростью до 10 км в год.

Но все-таки ледники могут дви­гаться еще быстрее. В 1953 г. лед­ник Кутьяк в Каракоруме продви­нулся на 12 км за три месяца — в среднем по 130 м в сутки. В 30-х гг. один из ледников Шпицбергена увеличил свою длину на 21 км все­го за 3 года. С 28 сентября по 3 ок­тября 1969 г. в Северной Осетии ледник Колка продвинулся на 1,5 км вниз по долине и, слившись с находившимся на его пути ледни­ком Майли, продолжал свое на­ступление вплоть до зимы 1970 г. Временами его скорость дости­гала 200 м в сутки, превышая обыч­ные значения более чем в тысячу раз. Известны наступления ледни­ка Медвежьего на Памире, кото­рые вызывали образование под­прудных водоемов в долине р. Аб­дукагор и катастрофические па­водки, следовавшие за прорывами недолговечной ледяной плотины.

Явления такого рода, при которых скорость движения ничем не примечательного ледника неожи­данно увеличивается в сотни и ты­сячи раз, называют ледниковыми пульсациями. Например, гляцио­логам Института географии АН СССР удалось установить, что лед­ник Медвежий повторяет свои набеги раз в 10—12 лет: в 1951, 1963 и 1973 гг. Вероятно, в ближай­шие годы произойдет его новая подвижка.

Ледниковые пульсации и осо­бенно связанные с ними катастро­фические явления привлекли внимание специалистов во многих странах. Комплексные исследо­вания, включающие анализ кос­мических материалов, фототео­долитные съемки, сейсмо- и ра­диозондирование, математичес­кое моделирование и ряд дру­гих методов, позволили более де­тально изучить динамику ледни­ков. Оказалось, что скачкообраз­ный режим движения в более или менее отчетливо выраженной фор­ме характерен для значительной части исследованных глетчеров. Это связано с периодическим на­коплением и разрядкой напря­жений в теле льда, изменениями его температурного режима, а так­же с появлением подо льдом слоя талой воды, играющей роль смаз­ки.

В обычных условиях нижние го­ризонты ледника, испытывающие сопротивление ложа, двигаются значительно медленнее, чем лед на его поверхности. По данным, собранным в разных частях земно­го шара, придонные слои льда в 5—10 раз отстают от приповерх­ностных. Но лед представляет со­бой кристаллическое тело, и пре­делы его упругости не позволяют ему сохранить монолитность при столь существенной разнице в скоростях движения. Это противо­речие разрешается достаточно просто. Ледник не только ползет по подстилающим породам, но и каждый слой льда внутри лед­ника скользит по нижележащему слою, чуть-чуть опережая его. Этот тип движения называется послой­но-дифференцированным течени­ем льда. Толщина таких относи­тельно самостоятельных прослоев в теле ледника обычно не превы­шает нескольких сантиметров. На контакте между ними за счет тре­ния выделяется теплота, способ­ствующая частичному таянию льда. В момент, когда силы внутренне­го сцепления льда приходят в рав­новесие с напряжением сдвига, скольжение временно прекраща­ется, и талая вода снова замерза­ет. Прослои чистого новообразо­ванного льда, возникшие в ледни­ке из замерзшей водяной смаз­ки, получили название голубых лент.

Накопление новых напряжений вызывает новую микроподвижку внутри ледника. Иначе говоря, по­слойно-дифференцированное дви­жение имеет импульсный харак­тер, тысячекратно повторяя в ми­ниатюре скачки многочисленных «пульсирующих ледничков», за­ключенных в тело одного большо­го ледника.

Часто оказывается, что одно по­слойно-дифференцированное дви­жение ледника не может компен­сировать накапливающиеся в его теле напряжения. Например, при спуске с крутого участка на гори­зонтальную площадку лед замед­ляет движение. В то же время сза­ди на него оказывает значитель­ное давление лед, сохранивший свою высокую активность. На кон­такте возникают сжимающие уси­лия, превышающие предел прочности льда, и в теле ледника обра­зуются сколы, направленные впе­ред — вверх по ходу его движе­ния. Блоки быстро двигающегося льда встают на дыбы над повер­хностью глетчера, формируя сис­темы чешуйчатых надвигов и гля­циодислокацийТакой тип дви­жения льда получил название скольжения по плоскостям внут­ренних сколов.

В местах, где крутизна склонов заметно увеличивается, во льду, наоборот, возникают растягиваю­щие движения, и он дробится на сравнительно небольшие глыбы, каждая из которых скользит по ложу в виде практически моно­литного тела. Внутри такой глыбы уже не возникает сколько-нибудь заметных напряжений, заставляю­щих двигаться отдельные слои льда относительно друг друга. Это третий основной тип движе­ния ледников — глыбовое сколь­жение по ложу. Кстати, именно оно играет ведущую роль при по­движках пульсирующих ледников.

Растекаясь по поверхности зем­ли, лед раньше или позже должен был бы достичь равновесного сос­тояния, при котором силы внутрен­него сцепления компенсируют имеющиеся в его теле напряже­ния сдвига. Этого, однако, не про­исходит, потому что из года в год ледник восстанавливает свой вес и мощность, получая дополнитель­ные порции вещества из атмосфе­ры. В основном питание ледников осуществляется в виде снега с по­следующим его преобразованием в рекристаллизационный и ин­фильтрационный лед (Роль атмосферных осадков в формирова­нии ледников подробно рассмотрена В. М. Кот­ляковым в книге «Снежный покров Земли и лед­ники» (Л., Гидрометеоиздат, 1968)). Но и при ясном небе на их холодной по­верхности из воздуха конденси­руется влага, которая тут же пе­реходит в твердую фазу. Капли случайного дождя служат допол­нительным источником питания. Получается замкнутый цикл: лед формируется в холодном высо­когорье, под действием силы тя­жести ползет вниз и там тает и час­тично испаряется. Сходный тип кругооборота характерен и для покровного оледенения. Здесь лед из области питания растека­ется в радиальных направлениях.

Периферические части крупных современных ледниковых покро­вов подтачиваются морем, кото­рое и уносит айсберги — основ­ную статью расхода таких ледни­ков. Следовательно, вода, попав­шая в тело ледника, не изымает­ся из кругооборота влаги на пла­нете, а продолжает этот круго­оборот в чрезвычайно замедлен­ном темпе.

В центре Северной Гренландии, на исследовательской станции Кемп-Сенчери в конце 60-х гг. была пробурена скважина глубиной 1390 м. Возраст слоев льда, вскры­тых на этой глубине, оценивается в 125—130 тыс. лет. Следователь­но, в среднем в этой точке Грен­ландского щита накапливалось чуть больше 1 см льда в год. Дру­гая скважина глубиной более 1,5 км была пробурена советскими гляциологами в центральной час­ти Восточной Антарктиды, на стан­ции Восток. При бурении на аме­риканской станции Бэрд в Запад­ной Антарктиде была пройдена толща льда мощностью 2164 м.

Горизонты льда, вскрытые сква­жинами, несут в себе информа­цию о природной обстановке, в которой они формировались. В сущности, ледниковая летопись прошлого ничем не уступает гео­логической летописи осадочных пород. Только осаждение ледя­ных кристаллов шло не в водной среде, а в толще атмосферы. С этой точки зрения поверхность Земли можно рассматривать как дно воздушного океана, а лед — как одну из разновидностей оса­дочных пород.

Годичные слои льда, как лист­ки календаря, ложились один на другой. В эпохи влажного клима­та снега выпадало больше и мощ­ность ледяных прослоев увели­чивалась. В сухие периоды — наоборот. Эта закономерность используется при реконструкциях климатических обстановок в прош­лом. Быстрыми темпами развива­ются химические и физические методы изучения льда. Например, анализ соотношения изотопов кис­лорода во льдах Гренландии по­зволил датскому ученому У. Данс­горду (Dansgaard W.f et al. One thousand centuries of climatic record from Camp Century on the Greenland Ice Sheet.— «Science», 1969, V. 166, N 3903) с большой детальностью восстановить историю флуктуации климата на протяжении последних 100 тыс. лет. Все более широкое применение находят приемы си­стемного анализа истории ледни­ков и ледниковых покровов.

Следы древних ледников и методы их изучения

С начала прошлого века в науч­ной литературе все больше вни­мания уделялось происхождению своеобразных песчано-глинистых отложений с валунами, покрываю­щих большую часть Европы. Пер­воначально большинством геоло­гов они относились к так называе­мым дилювиальным (от латинскоro diluvium — потоп) образовани­ям. Известный английский геолог Чарльз Лайель в наиболее полном виде сформулировал первую кон­цепцию их генезиса, получившую название гипотезы дрифта. Им подразумевалось, что дилювиаль­ные отложения являются осадками холодных морских бассейнов, а обломочный материал, попавший в них, разносился айсбергами. Айс­берги, в свою очередь, продуци­ровались ледниками, сохранивши­мися в незатопленных высокогор­ных районах.

С именем Ч. Лайеля связан так­же один из основополагающих ме­тодов изучения геологического прошлого — метод актуализма. Актуалистический подход предпо­лагает, что наиболее простым и по­тому наиболее вероятным объяс­нением условий, в которых накап­ливались толщи горных пород, служат процессы, формирующие аналогичные отложения в совре­менном мире. В этой формули­ровке нетрудно увидеть некото­рое сходство с известным прин­ципом «бритвы Оккама» — самое простое объяснение считается са­мым правильным.

К сожалению, это не всегда так. Имеются и другие логические трудности — например, в том, ка­кие именно отложения можно считать аналогичными или что та­кое «простое» объяснение… Поэто­му метод актуализма по своей при­роде является вероятностным и имеет свои пределы применения. Тем не менее он за долгую исто­рию развития геологии позволил этой науке достичь больших высот.

Наглядным примером трудно­стей, возникающих при использо­вании метода актуализма, служит дальнейшая история изучения ди­лювиальных отложений. Если для Ч. Лайеля, как уже говорилось, наиболее простым объяснением генезиса этих пород казалась мысль об их морском происхож­дении, то один из основателей гля­циологии Л. Агассиз, посвятив­ший свою жизнь изучению глет­черов, считал, что дилювиальные отложения сходны с моренами горных ледников. Для него, види­мо, более естественной и простой представлялась идея о древнем оледенении европейских равнин и о ледниковом происхождении крупнообломочного материала, рассеянного на них.

Концепции дрифта и древнего материкового оледенения сосу­ществовали и конкурировали друг с другом на протяжении несколь­ких десятилетий. Качественный скачок в дискуссии произошел в 70-х гг. XIX в., когда практически одновременно вышли в свет рабо­ты О. Торреля в Швеции, А. Гейки в Великобритании и П. А. Кропот­кина в России. Выдающийся рус­ский естествоиспытатель П. А. Кро­поткин в своем двухтомном труде «Исследования о ледниковом пе­риоде» (1876), на новом теорети­ческом уровне обобщил резуль­таты своих полевых наблюдений и имеющиеся литературные ма­териалы. По комплексности под­хода, широте охвата имеющихся проблем и детальности их разра­ботки труд П. А. Кропоткина в то время не имел себе равных. Это, конечно, не означает, что после его выхода в свет переста­ли появляться работы, в которых высказываются антигляциалистические взгляды на формирование рыхлых отложений Европы. Но за минувшие 100 лет теория матери­кового оледенения пополнилась таким огромным количеством но­вых фактов, что роль древних ледниковых покровов в преобразова­нии облика Восточно-Европейской равнины сегодня мало у кого из специалистов вызывает сомнения.

Отдельные упоминания о валу­нах кристаллических пород, зага­дочным образом попавших на тер­риторию Европейской России, можно найти уже в работах XVIII в. Но только через 100 с лишним лет данные по разносу валунов (в то время, после работы П. А. Кро­поткина, они уже считались лед­никовыми) были обобщены С. Н. Никитиным и на этой основе была построена карта следов древнего оледенения. Но на уровень само­стоятельного научного направле­ния изучение ледниковых валунов поднялось лишь в начале нашего века, когда В. Н. Чирвинский дал подробное описание петрографи­ческого состава пород из ледни­ковых отложений Русской равнины и сопоставил их с коренными вы­ходами в Фенноскандии (Чирвинский В. Н. Материалы к позна­нию химического и петрографического состава ледниковых отложений юго-западной России в связи с вопросом о движении ледникового по­крова. Записки Киевского об-ва естествоиспы­тателей. Т. XXIV. Киев, 1914). Ему уда­лось доказать, что из сравнитель­но небольшого по площади цент­ра оледенения лед веерообразно разносил валуны по бескрайним равнинам Европы. При этом каж­дый достаточно крупный район ледниковой области оказался тес­но связанным с соответствующей точкой Фенноскандии — родиной валунов.

В качестве наиболее продуктив­ных источников валунов он назы­вал Выборгский массив рапакиви (Rapakivi — в переводе с финско­го языка означает «гнилой ка­мень»), дно и острова Балтийско­го моря, районы средней Финляндии и Швеции. Классические работы В. Н. Чирвинского послу­жили основой для исследований его многочисленных последова­телей у нас в стране и за рубежом. Уровень разработок был поднят на такую высоту, что по составу ледниковых валунов, собранных на побережье Балтики, финские гео­логи сумели без дополнительных затрат составить геологическую карту восточной части дна Балтий­ского моря. В Финляндии с по­мощью этой методики были об­наружены месторождения полез­ных ископаемых, скрытые на дне озер и болот.

В наши дни наибольших успехов в деле изучения экзотических ва­лунов достигли специалисты по ледниковой геологии из республик Советской Прибалтики (Одна из последних сводок по разносу лед­никовых валунов дана в работе А. И. Гайгаласа «Гляциоседиментационные циклы плейстоцена Литвы» (Вильнюс, Мокслас, 1979)) и другие исследователи, усилиями которых выработаны принципы выделения пород первостепенного и второ­степенного значения, а также со­провождающих пород. Наиболее популярными валунами первосте­пенного значения остаются вы­боргские рапакиви. Это очень спе­цифический тип гранита с харак­терной красноватой окраской и крупными округлыми включения­ми полевого шпата — овоидамиОвоиды достигают 3—5 см в по­перечнике и часто бывают окру­жены темно-зеленой оболочкой олигоклаза. На поверхности валу­нов олигоклазовые кольца вывет­риваются быстрее, чем остальные части породы, и на их месте во­круг красных ядер шпата часто возникают кольцевидные канавки.

Для того чтобы познакомиться с настоящими рапакиви, совсем не обязательно ехать в Прибалтику. Этот красивый гранит использовал­ся при отделке Московского мет­рополитена. Например, часть фо­нарей в центре станции «Ново­кузнецкая» опирается на плиты ти­пичного выборгского рапакиви.

Рядом с выборгским массивом рапакиви, на дне Финского залива и острове Суурсаари (Гогланд), выходят серые и бурые кварцевые порфиры. Центральную часть Бал­тийского моря и дно Ботническо­го залива характеризуют красные и бурые балтийские порфиры, а также порфиры и рапакиви Аланд­ских островов. Аландские рапа­киви в отличие от выборгских имеют овоиды размером менее 1,5—2 см и обычно лишены олигоклазовых колец. В стенах старин­ного Тракайского замка, распо­ложенного неподалеку от Вильню­са, лежит немало аландских ва­лунов, некогда принесенных сюда ледником и затем собранных с полей строителями крепости.

Каждая область Фенноскандии характеризуется своими типами руководящих валунов. Это ромби­ческие порфиры из района Осло, группа смоландских гранитов и порфиров из Южной Швеции, даларнские порфиры и порфириты (средняя Швеция), уралитовые порфириты Таммела из Средней Финляндии, нефелиновые сиени­ты с Кольского полуострова и мно­гие другие. Все они закономер­ным образом рассеяны по евро­пейским равнинам, позволяя вос­станавливать секторную структу­ру древних ледниковых покровов (рис. 1).

Секторы ледникового разноса руководящих кристаллических валунов в районе Финского залива...

Секторы ледникового разноса руководящих кристаллических валунов в районе Финского залива…

Фенноскандия славится не толь­ко как родина экзотических валу­нов. Здесь также распространены типичные ледниковые формы рельефа земной поверхности. Поэтому именно в Скандинавских странах зародились геоморфоло­гические методы изучения древ­них оледенений. Среди наиболее широко известных и легко интер­претируемых признаков деятель­ности былых оледенений обычно называют «бараньи лбы» и «курчавые скалы». Это выходы корен­ных кристаллических пород, от­препарированные ползущими по ним массами льда. Противники ледникового происхождения таких форм указывают на то, что по­лировка скал имеет место и в волноприбойной зоне морских побережий. Однако еще П. А. Кро­поткин справедливо писал, что во­ды полируют вогнутые поверхно­сти, а ледники — выпуклые. К тому же на поверхности бараньих лбов часто удается обнаружить особую штриховку, оставленную абразив­ным материалом, содержащимся в приподошвенной части льда. Направления движения льда, ре­конструированные по азимуту штриховки в различных частях Бал­тийского щита, дали картину, ана­логичную той, которая была по­лучена при изучении разноса ру­ководящих валунов.

Часть материала, соскребавше­гося льдом с ложа, обогащала его нижние слои и перемещалась к периферии ледникового покрова. Этот процесс длился в течение тысячелетий и приводил к обра­зованию глубоких ледниковых ложбин, днища которых часто рас­положены ниже уровня моря. От­четливо выраженные системы крупных экзарационных ложбин, параллельных друг другу, видны на северо-западных побережьях Онежского и Ладожского озер.

Содранный льдом обломочный материал не мог исчезнуть бес­следно. В обширной зоне аккуму­ляции, которая окаймляет зону экзарации, ледник осуществлял противоположные функции, не разрушая, а моделируя из прине­сенного с собой материала новые типы отложений и рельефа. Впро­чем, не следует возводить эту за­кономерность в абсолют. Совет­ский специалист по ледниковому рельфообразованию А. А. Асеев указывал на то, что экзарация и аккумуляция суть две стороны од­ного процесса взаимодействия ледника и ложа (Асеев А. А. Древние материковые оле­денения Европы. М., Наука, 1974). Значит, в зоне экзарации отнюдь не исключает­ся локальное отложение матери­ала, а в зоне аккумуляции вполне возможно формирование экзара­ционных форм. Речь идет лишь о преобладании того или иного про­цесса. Проблема осложняется еще и тем, что по мере роста и сокра­щения оледенения эти зоны миг­рируют.

Комплексы ледникового рель­ефа, созданного в периферичес­кой полосе оледенения, имеют об­щее широкое название: краевые ледниковые образования. Среди советских специалистов, внесших большой вклад в их изучение, сле­дует отметить академика К. К. Маркова, Г. Ф. Мирчинка, Н. Н. Со­колова, А. А. Асеева, Н. С. Че­ботареву и многих других уче­ных.

Исследование краевого ледни­кового рельефа позволяет решить вопрос о пределах распростране­ния древних оледенений и рекон­струировать динамику их фрон­тальных зон. Выяснилось, что льды наступали в виде огромных ледни­ковых потоков, достаточно само­стоятельных в своем движении. Вдоль внешнего края потока воз­никали оконтуривающие их дуго­образные гряды, построенные из перемещенного льдом грунта. В местах, где сочленялись фланги двух потоков, формировались сложно построенные ледораздельные массивы, несущие на себе следы двустороннего давления ледниковых масс.

При моделировании рельефа в концевых частях ледниковых по­токов в миниатюре повторяется общая модель ледниковой транс­портировки. Обломочный мате­риал из-под активного льда выво­дится к его периферии, где соз­дает напорно-аккумулятивные образования в виде холмов и гряд.

В результате возвышенный пояс грядового рельефа обычно окай­мляет с юга крупную котловину, выработанную ледниковым язы­ком, так называемую гляциоде­прессию. В наши дни в гляциодепрессиях расположены озера или обширные заболоченные про­странства. Такова Ловатьская ни­зина с озером Ильмень, окружен­ная Лужской, Судомской, Бежа­ницкой, Вязовской и Валдайской возвышенностями. Чудское и Псковское озера заняли гляциодепрессию Чудского ледникового потока и, в свою очередь, окру­жены возвышенностями Пандивере, Отепя, Ханья, Видземской. Расположенный западнее ледни­ковый поток сформировал совре­менные черты дна и побережья Рижского залива и Земгальской низменности. Он был ограничен с запада Курземской и Жемайтий­ской возвышенностями, а с восто­ка — уже упомянутыми подняти­ями, отделявшими его от Чудско­го потока.

Эти гигантские комплексы лед­никовых форм не возникли на пу­стом месте. Лед — пластичное те­ло, и, естественно, ледниковые потоки для своего продвижения выбирали пониженные участки рельефа. Поэтому ледник в своей рельефообразующей деятельно­сти как бы подчеркивал основные черты доледниковой поверхно­сти. Крупные понижения он углуб­лял еще сильнее, а извлеченный оттуда материал аккумулировал на склонах и вершинах возвышен­ностей, увеличивая их высоту.

Ледниковый рельеф всегда иг­рал и продолжает играть весьма существенную, хотя и не всегда очевидную роль в жизни людей. Например, стремление строить до­роги, пригодные для эксплуатации в любую распутицу привело к ос­воению линейно-грядовых ледни­ковых образований, используемых в качестве естественных насыпей. Волоколамское шоссе на протяже­нии десятков километров следует по гребню крупной конечноморенной гряды. Ось Спас-Деменской краевой зоны унаследована Старо-Варшавским шоссе на уча­стке от Юхнова до Спас-Деменска. Под Москвой много дорог проходит по гребню Клинско-Дмитровской гряды и ее отрогов. Да и сама Москва, как известно стоит на «семи холмах», которые представляют собой не что иное, как ледниковые образования. На моренных холмах возвышаются и такие старые русские города, как Смоленск, Калуга, Мосальск, Боровск и многие другие. Стрем­ление основать город на возвы­шенности понятно: с такой по­зиции гораздо легче вести обо­рону.

Во время Великой Отечествен­ной войны тактическое значение ледникового рельефа возросло в неизмеримой степени. Те много­численные безымянные высотки Белоруссии и Смоленщины, за каж­дую из которых так дорого запла­чено, — это всегда краевые ледни­ковые образования. Те огромные болота, в которых гибли люди и техника, — это всегда гляциоде­прессии. Ельнинский узел — круп­ный ледораздельный массив. Зай­цева гора — высшая точка Спас-Деменской напорной морены. Ях­рома, Дмитров, высоты Волоко­ламского шоссе… список можно было бы продолжать очень дол­го.

С помощью геоморфологичес­кого метода в жизни покровного оледенения были выделены три главных этапа, отраженных в его рельефообразующей деятель­ности.

  1. Наступаниельдов. Перенос обломочного материала, затягивание в тело ледника и.пе­ретирание в нем подстилающих отложений, формирование припо­дошвенного слоя мореносодер­жащего льда. Расчленение ледни­кового покрова на крупные пото­ки в соответствии с особенностя­ми подстилающего рельефа.
  2. Достижение пре­дельных границ распро­странения и временная стабили­зация ледникового края. Возник­новениегляциодепрессийи окон­туривающих их систем парал­лельно-грядового рельефа кра­евых зон, выделение ледораздельных межлопастных возвышенно­стей и зон фронтальной акку­муляции.
  3. Омертвление пери­ферического пояса лед­никового покрова и его отступание. На комплексы рельефа, создан­ные активным льдом, налагаются формы, типичные для пассивного и мертвого льда. Поскольку это последняя стадиярельефообра­зования, она часто маскирует осо­бенности, возникшие во время первых двух этапов развития оле­денения. О ней следует сказать особо.

В мертвом льду образуются ка­налы стока, замкнутые и проточ­ные водоемы, в которых осаж­дается перемытый обломочный материал. В эфемерных реках с ледяными берегами накаплива­ются пески и гравий, в озерах — глины, суглинки и дельтовые отложения. В большинстве случа­ев эти наносы не испытывают лед­никового давления и их формирование подчиняется законам вод­ной аккумуляции. По мере тая­ния мертвого льда они проекти­руются на поверхность рельефа, созданного активным льдом. Оче­видно, на месте внутриледнико­вой реки возникает извилистая гряда, сложенная песчано-гравий­ным материалом и произвольно пересекающая все геоморфоло­гические уровни. Например, она может спуститься с краевых мо­рен напора в гляциодепрессию и затем вновь подняться на меж­лопастную возвышенность. Такие формы рельефа очень харак­терны для Прибалтики и Сканди­навии, где они получили назва­ние озовИзометричные или округлые формы, возникшие на месте эфемерных озер, назы­ваются камамиЭта группа лед­никовых образований, формирую­щихся в мертвом льду, получила название инверсионного рельефа, что достаточно точно отража­ет особенности их происхожде­ния.

Подводя итог краткому описа­нию ледникового рельефа, надо сказать, что главным требовани­ем к методам его изучения оста­ется комплексность. Происхож­дение каждой отдельно взятой ложбины или холма можно объ­яснить какими угодно причина­ми. Например, озы иногда трак­туются как береговые или «вол­ноприбойные» валы древнего мо­ря, а ледниковая штриховка — как результат деятельности реч­ных льдов. Но весь ансамбль ледниковых форм, зональность его строения и его внутренние связи могут получить верную генетическую интерпретацию только с позиций ледниковой теории.

Это тем более очевидно, что образование упомянутых выше форм рельефа происходит и в наши дни на глазах исследова­телей, ведущих работы на Шпиц­бергене, в Гренландии или на Аляске.

Среди конкретных полевых и лабораторных методов изучения ледникового рельефа и отло­жений можно выделить следую­щие.

Картирование краевых ледниковых обра­зований. Ныне оно пережива­ет вторую молодость в связи с применением методов дистан­ционного зондирования. На ко­смических снимках черты ледни­кового рельефа, которые прежде только угадывались специалиста­ми при изучении крупномасштаб­ных топографических карт, теперь предстали со всей очевидностью. Веерообразно расходятся экза­рационные ложбины, протянув­шиеся через Карельский пере­шеек. Южнее отчетливо просле­живаются субширотные фестоны краевых морен, смыкающиеся у ледораздельных массивов. По­гребенные ложбины, по которым оттекали талые ледниковые воды, просвечивают через толщу за­полнивших их осадков. Дешифри­рование космических снимков не оставляет места для сомнений в ледниковом происхождении рель­ефа значительной части Европы и Северной Америки.

Литологические мето­ды. Упоминавшийся ранее анализ руководящих валунов предста­вляет собой лишь одну из много­численных разновидностей лито-логических методов изучения древнеледниковых образований. Их основная задача состоит в исследовании отложений былых ледников. Например, грануломет­рический анализ позволяет вы­яснить распределение частиц того или иного размера в породе и определить, подвергалась ли она сортировке. Если для водных от­ложений характерна довольно от­четливая сортировка частиц по размерам, то ледники обладают способностью транспортировать одновременно обломочный ма­териал самого широкого грануло­метрического спектра — от пыли до крупных глыб. Отсутствие сор­тировки является характерным признаком большей части соб­ственно ледниковых отложений. Для озовых и камовых образова­ний, формировавшихся при актив­ном участии талых вод, напротив, свойственны многие признаки, наблюдающиеся в речных или озерных осадках.

Большое значение имеет группа методов текстурно-фаци­ального анализа. Изучение макротекстур, т. е. соотношения пачек пород в разрезе краевых ледниковых образований, свиде­тельствует о большой роли чешуй­чато-надвиговых нарушений в их строении. Причем плоскости взбросов и надвигов в теле напор­ных гряд обычно наклонены в сто­рону гляциодепрессии, т. е. на­встречу давлению льда. Эти тексту­ры отражают движение блоков льда по плоскостям внутренних сколов. Напомним, что такой меха­низм движения характерен для участков, на которых лед преодо­левает какие-то препятствия и ис­пытывает деформации сжатия. Наряду с разрывными наруше­ниями в краевых ледниковых об­разованиях часто встречаются и складчатые образования, возник­шие под давлением ледника.

Особенно много дают литоло­гические методы при изучении основных морен материковых оледенений. Основной мореной называют комплекс осадков, сфор­мировавшихся из материала, ко­торый транспортировался в при­подошвенной части льда и был отложен в процессе его продви­жения. Отложения этого типа по­крывают практически всю древне­ледниковую область и обычно бы­вают представлены тем самым валунным суглинком, о происхож­дении которого вели споры гля­циалисты и их противники. Это корень, к которому восходит боль­шая часть проблем изучения древ­них ледников. Главным качеством этой горной породы, очень важ­ным для наших целей, является то, что она формируется непосред­ственно под движущимся льдом. Поэтому при ее изучении особен­но важны данные, полученные в областях современного оледене­ния, при работах в подледниковых тоннелях, промоинах, трещинах и на других обнажениях мореносодержащего льда. Большой вклад в разработку актуалистических моделей образования основных морен внесли советские специа­листы, работавшие на Севере, на Шпицбергене, в Антарктиде и на Кавказе — В. И. Бардин, С. А. Евтеев, Ю. А. Лаврушин, Л. Р. Серебрянный. Выявлению динамики моренонакопления по­священы многочисленные работы канадского исследователя А. Дрейманиса, американца Р. Гол­дуэйта, англичанина Дж. Боулто­на и других ученые.

Нижние слои ледника, обога­щенные обломками из подстилаю­щих отложений, движутся глав­ным образом по закону послойно-дифференцированного течения. Масса льда все время трет, скру­чивает и перемешивает поступив­ший в нее материал, постепенно измельчая его. Этот процесс про­должается постоянно, пока лед сохраняет свою способность к движению. По наблюдениям над современными ледниками, сте­пень насыщенности льда мелко­земом может достигать 60— 80%. Практически это уже не лед, а слабольдистый грунт. Плас­тичность его резко снижается и при малейшем уменьшении несу­щей способности ледника пласты мореносодержащего льда отслаи­ваются от ледника как балласт. Они остаются лежать под дви­гающимися массами льда, испы­тывая их давление и благодаря это­му постепенно освобождаясь от еще сохранившихся ледяных крис­таллов.

Процесс обезвоживания море­ны сопровождается весьма незна­чительным уменьшением ее объ­ема, так как она была достаточно хорошо уплотнена еще на стадии своего отчленения. Поэтому все черты строения, характерные для нижней части ледника, практиче­ски без изменений переходят в ледниковые отложения и в закон­сервированном виде сохраняются в них на длительные отрезки гео­логического времени.

Валун, попавший в мореносо­держащий пласт, обычно по своим размерам превышает толщину самостоятельно двигающихся сло­ев льда. Естественно, его верхняя часть не может двигаться скорее, чем нижняя, и он движется с не­которой средней скоростью, близ­кой к скорости слоя льда, в кото­ром находится его центр тяжести. При этом по закону послойно-диф­ференцированного движения слои льда, обтекающие валун сверху, перегоняют его, а слои, подсти­лающие его снизу,— отстают. И те, и другие содержат большое количество абразивного материа­ла. В результате верхняя и ниж­няя грани валуна постоянно под­вергаются механическому воз­действию — они царапаются и по­лируются. Направление штрихов­ки на валунах совпадает с микро­штриховкой на моренных плиточках и с общим направлением дви­жения мореносодержащего льда. При этом в моренах часто наблю­дается обтекание валуна гляциодинамическими текстурами (рис. 2).

Гляциодинамические текстуры...

Гляциодинамические текстуры…

В некоторых случаях, когда од­на крупная чешуя мореносодер­жащего льда скользит по другой, формируются целые мостовые, из валунов, покрытых параллельной штриховкой и расположен­ных вплотную один к другому или на расстоянии 10—20 см. При ра­боте с валунными мостовыми при­ходится применять почти архео­логические методы раскопок: верхний пласт морены аккуратно снимается, последние слои мел­козема убираются руками или с помощью метелки и пришлифо­ванная поверхность валунов про­тирается влажной тканью. Зато, увидев воочию такую «брусчатку» площадью в несколько квадрат­ных метров, исчерченную ледни­ковыми шрамами, навсегда пере­стаешь сомневаться в леднико­вом происхождении основных мо­рен.

Обломки горных пород, пере­мещаясь в такой плотной среде, как мореносодержащий лед, стре­мятся занять положение, при кото­ром они оказывают льду мини­мальное сопротивление, т. е. рас­положиться длинной осью вдоль направления движения. Это свой­ство обломочного материала, по­лучившее название «ориентиров­ка частиц», сохраняется и в море­не. Определив ориентировку длин­ных осей обломков и наложив по­лученные результаты на круго­вую диаграмму, можно реконст­руировать локальное направле­ние движения ледника (вернее, его нижних горизонтов — это не всегда одно и то же!).

Большие успехи в деле изуче­ния ледниковых отложений были достигнуты с помощью элект­ронной микроскопии, спектраль­ного, минералогического, геохи­мического и многих других анали­зов, опирающихся на методичес­кую базу точных наук. О генетичес­ких признаках, присущих леднико­вым отложениям, можно было бы сказать еще многое. Но круг проблем, связанных с изучением древ­них оледенений, этим не огра­ничивается. Мало доказать сущест­вование древнего оледенения, вос­становить его размеры и динами­ческие особенности. Не менее ва­жен вопрос о том, когда оно было и сколько раз в обозримом гео­логическом прошлом Земля пе­реживала ледниковые эпохи.

Ответ на эти вопросы дает дру­гая группа методов. Это методы стратиграфии и геохронологии. Основа стратиграфического рас­членения геологических толщ на разновозрастные горизонты — па­леонтология. В моренах обычно не содержится остатков растений и животных, за исключением тех случаев, когда они переотложены льдами из более древних пород. Поэтому при изучении стратигра­фии ледникового периода специа­листы по традиции опирались на так называемые межледниковые отложения, сформировавшиеся в периоды теплого климата, близко­го к современному. Они в виде линз и прослоев разделяют «не­мые» толщи морен и содержат в себе разнообразный палеонтоло­гический материал.

Классическим методом изуче­ния межледниковых образований на протяжении нескольких деся­тилетий служит спорово-пыльце­вой анализ. Микроскопическое изучение погребенных спор и пыльцы растений позволяет не только реконструировать ланд­шафтную обстановку прошлого, но и уточнить относительный гео­логический возраст различных межледниковых толщ. Данные пыльцевого анализа дополняются палеокарпологическим методом, основанным на изучении ископае­мых плодов и семян. Он дает пред­ставление о порядке чередования ледниковых и межледниковых эпох.

Много внимания уделяется так­же изучению остатков млеко­питающих, рыб, и раковин мол­люсков. Для стратиграфии осо­бенно важны быстро эволюциони­рующие мелкие грызуны — мы­ши, лемминги и др. Практически каждой межледниковой эпохе со­ответствует свой комплекс фауны мелких млекопитающих, позво­ляющий отличить ее от всех дру­гих.

В последние годы быстрыми темпами развиваются палеоэн­томологические исследования, ко­торые позволяют восстанавливать климаты прошлого по находкам жестких надкрыльев жуков, не­когда обитавших на Земле.

Для уточнения последователь­ности этапов развития природы очень много дают исследования, проводящиеся южнее границы древних льдов, во внеледниковой зоне. В ледниковые эпохи холод­ные ветры, дующие с севера, пере­носили сюда массы лёссовой пы­ли, а в межледниковья вновь сфор­мировавшиеся горизонты лёсса перерабатывались почвообразую­щими процессами. Разработанная сотрудниками Института геогра­фии АН СССР под руководством академика И. П. Герасимова и профессора А. А. Величко систе­ма анализа морфотипических при­знаков ископаемых почв позволя­ет с учетом ряда других методов достаточно надежно расчленять лёссово-почвенные серии на само­стоятельные стратиграфические горизонты и сопоставлять их с эта­пами развития ледниковой зо­ны (Проблемы палеогеографии лессовых и перигляциальных областей. Ред. А. А. Величко. М , Институт географии АН СССР, 1975). Центры по изучению лёссовых пород имеются и в ряде дру­гих научных учреждений Москвы, Киева, Ташкента.

С развитием физики и химии все большее значение приобретают изотопные методы датирования. В отличие от методов классиче­ской геологии, позволяющих су­дить лишь об относительном воз­расте тех или иных отложений, физико-химические методы, осно­ванные на известных скоростях распада радиоактивных элемен­тов, дают нам значения абсолют­ного возраста, измеренные в ты­сячах и сотнях лет. Наибольшей по­пулярностью среди исследовате­лей пользуются радиоуглеродный анализ (распад изотопа С14) и ка­лий-аргоновый метод (распад изо­топов калия). Кроме этого, приме­няется ураноториевый и свинцо­во-урано-ториевый методы, а так­же некоторые другие. Изотопный состав соединений кислорода из геологических отложений или из глубоких слоев современных лед­ников тоже может о многом ска­зать специалисту.

Много внимания привлекает к себе термолюминесцентный ме­тод абсолютного датирования (ТЛ-анализ). Он основан на пред­положении о том, что с момента перехода зерен кварца в стабиль­ное состояние (выпадение на дно потока, захоронение в толще лёс­са или ледниковых отложений и пр.), в их кристаллической решет­ке под действием солнечной ра­диации начинает накапливаться светосумма, объем которой про­порционален времени облучения, т. е. геологическому возрасту об­разца.

Для решения стратиграфиче­ских задач применяются методы оценки выветрелости материала в моренах (чем они древнее, тем больше коэффициент выветрелости), геохимические критерии, рентгеноструктурное исследова­ние глинистых минералов и многие другие анализы.

Наиболее надежные результаты дает применение широкого набо­ра методических приемов, обес­печивающих взаимный контроль полученных выводов. На необхо­димость комплексного, сопря­женного подхода при изучении новейших отложений указывал один из основателей советской палеогеографической школы — академик К. К. Марков.

Несмотря на хороший анали­тический арсенал средств позна­ния прошлого, многие острые про­блемы ледникового периода оста­ются пока нерешенными. Для это­го есть ряд причин, начиная от не­полноты геологической летописи, узкого диапазона действенности многих методик, их громоздко­сти и кончая субъективными рас­хождениями в толковании полу­ченных результатов. Вместе с тем собран огромный материал по истории новейшего геологическо­го этапа развития Земли, который дает основание для суждений об основных закономерностях эволюции окружающей нас при­роды.

Ледниковые эпохи в истории Земли

Древнейшие ледниковые от­ложения, известные на сегодняш­ний день, имеют возраст около 2,3 млрд. лет, что соответствует нижнему протерозою геохроно­логической шкалы. Они представ­лены окаменевшими основными моренами свиты Гоуганда на юго-востоке Канадского щита. Наличие в них типичных валунов утюгооб-разной и каплевидной формы с пришлифовками, а также залега­ние на покрытом штриховкой ложе свидетельствует об их леднико­вом происхождении. Если основ­ная морена в англоязычной лите­ратуре обозначается термином till, то более древние ледниковые отложения, прошедшие стадию литификации (окаменения), при­нято именовать тиллитамиОблик тиллитов имеют и отложения свит Брюс и Рамсей-Лейк, также имею­щих нижнепротерозойский воз­раст и развитых на Канадском щи­те. Этот мощный и сложно по­строенный комплекс перемежаю­щихся ледниковых и межледнико­вых отложений условно отнесен к одной ледниковой эпохе, полу­чившей название гуронской.

С гуронскими тиллитами сопо­ставляются отложения серии Биджавар в Индии, серий Трансвааль и Витватерсранд в Южной Афри­ке и серии Уайтватер в Австралии. Следовательно, есть основания говорить о планетарном масштабе нижнепротерозойского оледене­ния.

По мере дальнейшего развития Земли она пережила несколько столь же крупных ледниковых эпох, причем чем ближе к совре­менности они имели место, тем большей суммой данных об их осо­бенностях мы располагаем. После гуронской эпохи выделяются гнейсеская (около 950 млн. лет назад), стертская (700, возможно, 800 млн. лет назад), варангская, или, по дру­гим авторам, вендская, лапланд­ская (680—650 млн. лет назад), затем ордовикская (450—430 млн. лет назад) и, наконец, наиболее широко известная позднепалеозойская гондванская (330—250 млн. лет назад) ледниковые эпохи (Обзор истории древнейших оледенений Земли дан в работе Л. Р. Серебрянного «Древнее оледенение и жизнь» (М., Наука, 1980), а также в книге Б. Джона, Э. Дербишира и др. «Зимы нашей планеты» (М., Мир, 1982)). Несколько особняком в этом списке стоит позднекайнозойский ледниковый этап, начавшийся 20— 25 млн. лет назад, с появлением антарктического ледникового по­крова и, строго говоря, продол­жающийся по сей день.

По данным советского геолога Н. М. Чумакова, следы вендского (лапландского) оледенения найде­ны в Африке, Казахстане, в Китае и в Европе. Например, в бассей­не среднего и верхнего Днепра бу­ровыми скважинами вскрыты про­слои тиллитов в несколько мет­ров мощностью, относящиеся к этому времени. По направлению движения льдов, реконструиро­ванному для вендской эпохи, мож­но сделать предположение о том, что центр Европейского леднико­вого покрова в это время нахо­дился где-то в районе Балтий­ского щита.

Гондванская ледниковая эпоха привлекает к себе внимание спе­циалистов на протяжении почти целого столетия. Еще в конце про­шлого века геологи обнаружили на юге Африки, возле бурского поселения Нойтгедахт, что в бас­сейне р. Вааль, отлично выражен­ные ледниковые мостовые со сле­дами штриховки на поверхности полого-выпуклых «бараньих лбов», сложенных докембрийскими поро­дами. Это было время борьбы между теорией дрифта и теорией покровного оледенения, и основ­ное внимание исследователей бы­ло приковано не к возрасту, а к признакам ледникового происхож­дения этих образований. Леднико­вые шрамы Нойтгедахта, «курчавые скалы» и «бараньи лбы» были так хорошо выражены, что изучав­ший их в 1880 г. известный едино­мышленник Ч. Дарвина А. Уоллес считал их принадлежащими к по­следней ледниковой эпохе.

Несколько позже был установ­лен позднепалеозойский возраст оледенения. Были обнаружены ледниковые отложения, залегаю­щие под углистыми сланцами с остатками растений каменноуголь­ного и пермского периодов. В гео­логической литературе эта толща получила название серии двайка. В начале нашего столетия извест­ный немецкий специалист по со­временному и древнему оледе­нению Альп А. Пенк, лично убе­дившийся в удивительном сходст­ве этих отложений с молодыми альпийскими моренами, сумел убедить в этом и многих своих коллег. Кстати, именно Пен-ком был предложен термин «тиллит».

Пермокарбоновые ледниковые отложения были обнаружены на всех континентах Южного полу­шария. Это тиллиты Талчир, от­крытые в Индии еще в 1859 г., Итараре в Южной Америке, Кут­тунг и Камиларон в Австралии. Найдены следы гондванского оле­денения и на шестом континенте, в Трансантарктических горах и го­рах Элсуэрта. Следы синхронно­го оледенения всех этих террито­рий (за исключением тогда еще не исследованной Антарктиды) по­служили для выдающегося немец­кого ученого А. Вегенера аргу­ментом при выдвижении гипотезы о дрейфе континентов (1912— 1915 гг.). Его довольно немного­численные предшественники ука­зывали на сходство очертаний западного берега Африки и вос­точного берега Южной Америки, которые напоминают как бы разо­рванные надвое и удаленные друг от друга части единого цело­го.

Неоднократно указывалось и на сходство позднепалеозойского растительного и животного мира этих материков, на общность их геологического строения. Но имен­но идея об одновременном и, ве­роятно, едином оледенении всех материков Южного полушария заставила Вегенера выдвинуть концепцию Пангеи — великого праматерика, расколовшегося на части, которые затем начали дрей­фовать по земному шару.

По современным представле­ниям, южная часть Пангеи, полу­чившая название Гондваны, раско­лолась около 150—130 млн. лет на­зад, в юрском и начале мелового периода. Выросшая из догадки А. Вегенера современная теория глобальной тектоники плит позво­ляет удачно объяснить все извест­ные на сегодняшний день факты о позднепалеозойском оледенении Земли. Вероятно, Южный полюс в это время находился близко к середине Гондваны и ее значи­тельная часть была покрыта огром­ным ледяным панцирем. Деталь­ное фациальное и текстурное изучение тиллитов позволяет пред­положить, что область его питания находилась в Восточной Антарк­тиде и, возможно, где-то в районе Мадагаскара. Установлено, в част­ности, что при совмещении кон­туров Африки и Южной Америки направление ледниковой штрихов­ки на обоих континентах совпада­ет. Совместно с другими литологическими материалами это сви­детельствует о движении гондванских льдов из Африки в Южную Америку. Восстановлены и неко­торые другие крупные ледниковые потоки, существовавшие в эту лед­никовую эпоху.

Оледенение Гондваны закончи­лось в пермском периоде, когда праматерик еще сохранял свою целостность. Возможно, это было связано с миграцией Южного по­люса в направлении Тихого океана. В дальнейшем глобальные тем­пературы продолжали постепенно увеличиваться.

Триасовый, юрский и меловой периоды геологической истории Земли характеризовались доволь­но ровными и теплыми климати­ческими условиями на большей части планеты. Но во второй поло­вине кайнозоя, около 20—25 млн. лет назад, льды снова начали свое медленное наступление на Южном полюсе. К этому времени Антарк­тида заняла положение, близкое к современному. Движение оскол­ков Гондваны привело к тому, что рядом с южным полярным ма­териком не осталось значитель­ных участков суши. Вследствие этого, по данным американского геолога Дж. Кеннета, в океане, окружающем Антарктиду, воз­никло холодное циркумполярное течение, еще более способствовав­шее изоляции этого материка и ухудшению его климатических ус­ловий. Возле Южного полюса пла­неты начали накапливаться льды самого древнего из доживших до наших дней оледенения Земли.

В Северном полушарии первые признаки позднекайнозойского оледенения, по оценкам различ­ных специалистов, имеют возраст от 5 до 3 млн. лет. Говорить о сколько-нибудь заметных смеще­ниях в положении материков за такой короткий по геологическим меркам отрезок времени не при­ходится. Поэтому причину новой ледниковой эпохи следует искать в глобальной перестройке энер­гетического баланса и климата планеты.

Классическим районом, на при­мере которого в течение десяти­летий изучалась история леднико­вых эпох Европы и всего Север­ного полушария, являются Аль­пы. Близость к Атлантическому океану и Средиземному морю обеспечивала хорошую влагообес­печенность альпийских ледников, и они чутко реагировали на похо­лодания климата резким увеличе­нием своего объема. В начале XX в. А. Пенк, исследовав геоморфоло­гическое строение альпийских предгорий, пришел к выводу о четырех крупных ледниковых эпо­хах, пережитых Альпами в недав­нем геологическом прошлом. Эти оледенения получили следующие названия (от самого древнего к самому молодому): гюнц, миндель, рисс и вюрм. Их абсолют­ный возраст в течение долгого времени оставался неясным.

Примерно в это же время из различных источников стали посту­пать сведения о том, что и равнин­ные территории Европы неодно­кратно испытывали наступание льдов. По мере накопления фак­тического материала позиции по­лигляциализма (концепции множе­ственности оледенений) станови­лись все прочнее. К 60-м гг. наше­го века широкое признание в на­шей стране и за рубежом получила схема четырехкратного оледене­ния европейских равнин, близкая к альпийской схеме А. Пенка и его соавтора Э. Брюкнера.

Естественно, наиболее хорошо изученными оказались отложения последнего ледникового покрова, сопоставляемого с вюрмским оле­денением Альп. В СССР он получил название валдайского, в Центральной Европе — вислинского, в Анг­лии — девенсийского, в США — висконсинского. Валдайскому оле­денению предшествовало меж­ледниковье, по своим климати­ческим параметрам близкое к современным условиям или чуть более благоприятное. По названию опорного размера, в котором бы­ли вскрыты отложения этого межледниковья (с. Микулино Смолен­ской области) в СССР оно полу­чило название микулинского. По альпийской схеме этот отрезок времени именуется рисс-вюрмским интергляциалом.

До начала микулинского меж­ледникового века Русская равни­на была покрыта льдами москов­ского оледенения, которому, в свою очередь, предшествовало рославльское межледниковье.

Следующей по счету ступенькой вниз было днепровское оледене­ние. Оно считается максимальным по своим размерам и по традиции увязывается с рисской ледниковой эпохой Альп. До днепровского ледникового века на территории Европы и Америки существовали теплые и влажные условия лих­винского межледниковья. Отло­жения лихвинской эпохи подстила­ются довольно плохо сохранив­шимися осадками окского (миндельского по альпийской схеме) оледенения. Доокское теплое время некоторыми исследователя­ми считается уже не межледнико­вой, а доледниковой эпохой. Но в последние 10—15 лет появляется все больше сообщений о новых, более древних ледниковых отло­жениях, вскрытых в различных точ­ках Северного полушария (Вопрос о последовательности ледниковых и межледниковых циклов тщательно разобран в монографии: Четвертичная система. Под ред. Е. В. Шанцера. М., Недра, 1982).

Синхронизация и увязка этапов развития природы, восстановлен­ных по различным исходным дан­ным и в различных по своему географическому положению точ­ках земного шара представля­ет собой очень серьезную проб­лему.

Факт закономерного чередова­ния ледниковых и межледниковых эпох в прошлом мало у кого из исследователей сегодня вызывает сомнения. Но причины такого че­редования еще не выяснены окон­чательно. Решению этой задачи мешает прежде всего отсутствие строго достоверных данных о рит­мике природных событий: сама по себе стратиграфическая шкала ледникового периода вызывает большое число критических за­мечаний и пока не существует ее надежно проверенного вари­анта.

Сравнительно надежно уста­новленной можно считать лишь историю последнего ледниково-межледникового цикла, начавше­гося после деградации льдов рисского оледенения.

Возраст рисской ледниковой эпохи оценивается в 250—150 тыс. лет. Последовавшее за ним мику-линское (рисс-вюрмское) межледниковье достигло своего оптиму­ма около 100 тыс. лет назад. Примерно 80—70 тыс. лет назад на всем земном шаре фикси­руется резкое ухудшение клима­тических условий, знаменующее собой переход к вюрмскому лед­никовому циклу. В этот период в Евразии и Северной Америке дег­радируют широколиственные леса, сменяясь ландшафтом холодной степи и лесостепи, происходит быстрая смена фаунистических комплексов: в них ведущее место занимают холодовыносливые виды — мамонт, волосатый носорог, гигантский олень, песец, лем­минг. В высоких широтах увели­чиваются в объеме старые ледни­ковые шапки и растут новые. Вода, необходимая для их обра­зования, убывает из океана. Со­ответственно начинается пониже­ние его уровня, которое фикси­руется по лестнице морских тер­рас на ныне затопленных участках шельфа и на островах тропиче­ской зоны. Охлаждение океаниче­ских вод находит свое отражение в перестройке комплексов мор­ских микроорганизмов — напри­мер, вымирают фораминиферы Globorotalia menardii flexuosa. Воп­рос о том, как далеко продвига­лись в это время материковые льды, пока остается дискуссион­ным.

Между 50 и 25 тыс. лет назад природная обстановка на планете вновь несколько улучшилась — наступил сравнительно теплый средневюрмский интервал. И. И. Краснов, А. И. Москвитин, Л. Р. Серебрянный, А. В. Раукас и некото­рые другие советские исследова­тели, хотя в деталях их построе­ния довольно существенно отли­чаются друг от друга, все же склон­ны сопоставлять этот отрезок вре­мени с самостоятельным межледниковьем.

Такому подходу, однако, проти­воречат данные В. П. Гричука, Л. Н. Вознячука, Н. С. Чеботаре­вой, которые, исходя из анализа истории развития растительности в Европе, отрицают существова­ние крупного покровного ледни­ка в раннем вюрме и, следова­тельно, не видят основания для выделения средневюрмской меж­ледниковой эпохи. С их точки зре­ния, раннему и среднему вюрму соответствует растянутый во времени период перехода от микулин­ского межледниковья к валдай­скому (поздневюрмскому) оледе­нению.

По всей вероятности, этот спор­ный вопрос будет решен в недале­ком будущем благодаря все бо­лее широкому применению ме­тодов радиоуглеродного датиро­вания.

Около 25 тыс. лет назад (по мнению некоторых ученых, не­сколько раньше) началось послед­нее материковое оледенение Се­верного полушария. По данным А. А. Величко (Величко А. А. Природный процесс в плейстоцене. М., Наука, 1973), это было время самых суровых климатических условий за весь ледниковый пери­од. Интересный парадокс: самый холодный климатический цикл, термический минимум позднего кайнозоя, сопровождался самым незначительным по площади оле­денением. К тому же и по дли­тельности это оледенение было весьма непродолжительным: до­стигнув максимальных пределов своего распространения 20—17 тыс. лет назад, оно исчезло уже через 10 тыс. лет. Точнее, по данным, обобщенным французским уче­ным П. Беллэром, последние фрагменты европейского ледни­кового покрова распались в Скан­динавии между 8 и 9 тыс. лет назад, а американский леднико­вый щит полностью растаял все­го лишь около 6 тысячелетий назад.

Своеобразный характер послед­него материкового оледенения определялся не чем иным, как чрезмерно холодными климати­ческими условиями. По данным палеофлористического анализа, обобщенным голландским исследователем Ван дер Хамменом с соавторами, средние температу­ры июля в Европе (Голландия) в это время не превышали 5°С. Среднегодовые температуры в умеренных широтах уменьшались примерно на 10°С по сравнению с современными условиями.

Как это ни странно, излишний холод препятствовал развитию оледенения. Во-первых, он увели­чивал жесткость льда и, следова­тельно, затруднял его растекание. Во-вторых, и это главное, холод сковал поверхность океанов, обра­зовав на них ледяной покров, спускавшийся от полюса почти до субтропиков. По оценке А. А. Величко, в Северном по­лушарии его площадь в 2 с лиш­ним раза превышала площадь современных морских льдов. В ре­зультате резко понизилась испа­ряемость с поверхности Мирового океана и соответственно влагообеспеченность ледников на суше. Одновременно возросла отража­тельная способность планеты в целом, что в еще большей степе­ни способствовало ее охлажде­нию.

Особенно скудный режим пита­ния был у европейского леднико­вого покрова. Оледенение Амери­ки, получавшее питание из незамерзших частей Тихого и Атланти­ческого океанов, находилось в гораздо более благоприятных условиях. Этим и была обусловле­на его значительно большая пло­щадь. В Европе ледники этой эпохи доходили до 52° с. ш., в то время как на Американском континенте они спускались на 12° южнее.

Анализ истории позднекайнозойских оледенений Северного полушария Земли позволил специалистам сделать два важных вы­вода:

  1. Ледниковые эпохи в недав­нем геологическом прошлом по­вторялись неоднократно. На протя­жении последних 1,5—2 млн. лет Земляпережилапо меньшей мере 6—8 крупных оледенений. Это свидетельствует о ритмичном ха­рактере колебаний климата в прошлом.
  2. Наряду с ритмично-колеба­тельными изменениями климата отчетливо прослеживается тенден­ция к направленному похолода­нию. Иначе говоря, каждое после­дующеемежледниковьеоказыва­ется прохладнее предыдущего, а ледниковые эпохи становятся все суровее.

Эти выводы касаются только природных закономерностей и не учитывают значительного техно­генного влияния на окружающую среду.

Естественно, возникает вопрос о том, какие перспективы сулит для человечества такое развитие событий. Механическая экстрапо­ляция кривой природных процес­сов в будущее заставляет нас ожидать в течение ближайших нескольких тысячелетий начала новой ледниковой эпохи. Не ис­ключено, что такой намеренно упрощенный подход к составлению прогноза окажется верным. В са­мом деле, ритм климатических колебаний становится все короче и современная межледниковая эпоха должна скоро кончиться. Это подтверждается еще и тем, что климатический оптимум (наибо­лее благоприятные климатические условия) послеледниковья уже давно миновал. В Европе оптималь­ные природные условия имели место 5—6 тыс. лет назад, в Азии, по данным советского палеогеографа Н. А. Хотинского (Хотинский Н. А. Голоцен Северной Евразии. М., Наука, 1977), — еще раньше. На первый взгляд есть все основания считать, что климатическая кривая опускается к новому оледенению.

Однако это далеко не так просто. Для того чтобы всерьез судить о будущем состоянии при­роды, мало знать основные этапы ее развития в прошлом. Необходи­мо выяснить механизм, опреде­ляющий чередование и смену этих этапов. Сама по себе кривая температурных изменений не мо­жет в данном случае служить аргу­ментом. Где гарантия, что с завтрашнего дня спираль не начнет раскручиваться в противополож­ную сторону? И вообще можем ли мы быть уверены, что чередова­ние оледенений и межледниковий отражает какую-то единую законо­мерность развития природы? Воз­можно, каждое оледенение в отде­льности имело свою независи­мую причину, и, следовательно, для экстраполяции обобщающей кривой в будущее вообще нет никаких оснований… Это предпо­ложение выглядит маловероят­ным, но и его приходится иметь в виду.

Вопрос о причинах оледенений возник практически одновремен­но с самой ледниковой теорией. Но если фактологическая и эмпи­рическая часть этого направления науки за минувшие 100 лет достиг­ла огромного прогресса, то теоре­тическое осмысление получен­ных результатов, к сожалению, шло главным образом в направле­нии количественного прибавления идей, объясняющих такое разви­тие природы. Поэтому в настоящее время нет общепринятой научной теории этого процесса. Соответственно нет и единой точки зрения на принципы составления долгосрочного географического прогноза. В научной литературе можно встретить несколько описа­ний гипотетических механизмов, определяющих ход глобальных колебаний климата. Некоторые из этих гипотез, разработанные глубже остальных, приведены в специальном разделе брошюры «В записную книжку лектора». По мере накопления нового материала о ледниковом прошлом Земли значительная часть предпо­ложений о причинах оледенений отбрасывается и остаются лишь наиболее приемлемые варианты. Вероятно, среди них и следует искать окончательное решение проблемы. Палеогеографические и палеогляциологические иссле­дования, хотя и не дают прямого ответа на интересующие нас вопросы, тем не менее служат практически единственным клю­чом к познанию природных процес­сов глобального масштаба. В этом и состоит их непреходящее науч­ное значение.