Зледеніння гір, підпружені озера та все інше
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
Горно-ледниковые комплексы
Почти все горные системы СССР, за исключением, может быть, лишь Карпат, Копетдага и Сихотэ-Алиня, подвергались сильному оледенению. На Кавказе, Памиро-Алае, Тянь-Шане, Алтае, в Саянах, Прибайкалье и Забайкалье, на северо-востоке Сибири и Камчатке формировались ледниковые комплексы полупокровного, или покровно-сетчатого, типа. Работая над Атласом снежно-ледниковых ресурсов мира, недавно законченным в Институте географии АН СССР, мы составили их карты в масштабах от 1:3 000 000 до 1:10 000 000. При этом использовались ценнейшие данные, опубликованные предшественниками, в том числе книги и статьи, геоморфологические схемы из объяснительных записок к листам геологической карты СССР. Немалую роль сыграли и собственные полевые исследования, а также дешифрирование материалов космо- и аэросъемки. Вырабатывая свои подходы, мы опирались на опыт изучения современного горного оледенения, который учит: усиление такого оледенения всегда означает не только рост числа и длины ледников, но и их утолщение. А это ведет к объединению ледников соседних долин, выходу льда на водоразделы и общему повышению связности ледниковых систем. Ведь ледниковые комплексы всех районов современного горного оледенения большой интенсивности — Аляски, Каракорума, острова Элсмир — отличаются высокой степенью сплошности.
В нескольких горных районах — на Тянь-Шане, Памире, Восточном Саяне, хребтах Сунтар-Хаята и Верхоянском, Колымском и Корякском — вероятно, существовали локальные ледниковые купола, т. е. небольшие формы покровного оледенения. На это указывают концентрический плановый рисунок конечных морен, почти полное отсутствие нунатаков, рельеф интенсивной экзарации, одинаково характерный для долин и водораздельных пространств, а также наличие уже упоминавшихся сквозных трогов, секущих основные хребты. Средние мощности льда крупнейших горноледниковыхкомплексов, видимо, были близки к 500 метрам. Эта оценка совпадает с результатами расчетов, сделанных для подобных образований американскими геофизиками Дж. Холлином и Д. Шиллингом, а также с данными зондирования современных ледников Аляски и Канадской Арктики.
Изучение древнего оледенения гор СССР продолжается, в последние годы в нем достигнуты некоторые успехи, связанные с работами Д. Б. Базарова, В. В. Колпакова, И. В. Мелекесцева, П. А. Окишева, В. Н. Орлянкина и других. Их данные позволяют заключить, что во всех горных районах страны плейстоценовая снеговая граница снижалась как минимум на 1000 метров, вызывая оледенения высокой интенсивности. Правда, с этим согласны далеко не все. И вообще работа по восстановлению древнего оледенения гор идет совсем не бесконфликтно, публикуемые результаты часто противоречивы и нелогичны, что, как мне кажется, связано не столько с нехваткой материалов, сколько с пробелами в подготовке специалистов. В подтверждение мог бы привести немало примеров из собственного опыта, полученного в Саянах, на Памире и Тянь-Шане. Однако ограничусь лишь парой слов о впечатлениях, оставшихся от недавней поездки в прииссыккульскую часть Тянь-Шаня. За три недели, проведенные в «поле», мы со спутниками убедились, что депрессия позднеплейстоценовой снеговой линии там составляла 1100— 1 200 метров, в связи с чем ледники с хребтов Кунгейи Терскей Алатау сползали в Иссык-Куль и запирали Боомское ущелье, а само озеро становилось ледниково-подпрудным. Надо ли говорить, что данные выводы новы и неожиданны. Но ведь что интересно: все факты, на основе которых они сделаны, вовсе не спрятаны у заоблачных вершин, все они тут же, на берегу озера, по обе стороны от асфальтового шоссе. И никто их не видит.
В общем-то, феномен такой слепоты давно объяснен. Исследователь еще до начала работы должен иметь разумную, основанную на новейших достижениях науки гипотезу, делающую его поиск осмысленным. Не имея ее, можно проглядеть даже самые красноречивые факты. Академик Марков любил приводить пример, как даже такой внимательный наблюдатель, как И. В. Мушкетов, не будучи знаком с ледниковой теорией, прошел мимо морен Алайской долины. А в книге А. Ю. Ретеюма приведены впечатления Ч. Дарвина от его путешествия с геологом А. Седжвиком по одной из альпийских долин. «Не догадываясь о плейстоценовом оледенении Европы, — писал Дарвин, — мы и тут не смогли заметить ни отчетливых шрамов на скалах, ни нагромождений валунов, ни боковых и конечных морен. Между тем они окружали нас со всех сторон. И были настолько очевидны, что даже дом, сгоревший во время пожара, не расскажет о том, что с ним произошло, более ясно, чем эта долина об оледенении».
Горно-ледниковые комплексы, показанные на рис. 5, были измерены по крупномасштабным картам. В результате выяснено, что площадь объединенной покровно-сетчатой системы Памира и Тянь-Шаня составляла 250 000 квадратных километров, такие же ледниковые системы Алтая и Саяно-Тувинского нагорья — по 90 000, Прибайкалья и Забайкалья — свыше 110 000. Еще более крупные комплексы существовали на северо-востоке: Верхоянский имел площадь 225 000 квадратных километров, Сунтархаятинский — 185 000, Колымский — 205 000, а Камчатско-Корякский — даже 550 000. Наветренный (восточный) край последнего на широком фронте выдвигался на Берингийский шельф, но иначе и не могло быть: снеговая линия здесь снижалась до уровня моря.
Не противоречит ли столь крупное оледенение горному климату ледниковой эпохи? Еще недавно споры на эту тему носили схоластический характер, поскольку ни древние температуры гор, ни количество осадков известны не были. Однако теперь положение изменилось. Из работ палеоботаников, геохимиков, мерзлотоведов, из численных моделей палеоклиматологов мы знаем, что в умеренных широтах среднее похолодание материков составляло 7—8°, причем в межгорных котловинах и над крупными нагорьями оно могло доходить и до 14—20°. А применение гляциологического метода, предложенного А. Н. Кренке, позволило на базе палеотемператур и высот снеговой линии рассчитывать и интенсивность снежного питания горных ледников. Так что сегодня известно: на Северо-Востоке СССР, в Верхоянском и Колымском хребтах и горах Черского, ледники наветренных склонов ежегодно получали снега по 50 граммов на квадратный сантиметр. На наветренные склоны гор Средней Азии, Южной Сибири и Тихоокеанского побережья в среднем поступало вдвое больше влаги. А рекордной была аккумуляция снега на ледниках Западного Кавказа, которая доходила до 300 граммов на квадратный сантиметр. Велики или малы эти значения? Судите сами: на половине площади современной Антарктиды аккумуляция меньше 10 граммов на квадратный сантиметр, а на Шпицбергене, считающемся областью океанического климата, этот показатель варьирует от 1 50 до 25. Так что древние ледники гор СССР имели совсем неплохую норму питания.
Приледниковые озера, системы стока талых вод
Одним из самых ярких следствий оледенения арктической окраины Евразии было подпруживание северных рек — Северной Двины, Печоры, Оби с Иртышом, Енисея, Лены, Колымы и множества более мелких. В их бассейнах возникали подпрудные озера, в ряде случаев — огромные. Вместе с целым комплексом русел-проток, спиллвеев, прадолин и внутренних озер-морей они объединились в две приледниковые системы стока талых вод — Западную и Восточную.
Западная система была поистине грандиозной — недаром И. А. Волков и В. С. Волкова, первыми понявшие неизбежность ее образования, дали ей имя Великой. На рис. 5 можно видеть, что в эпоху максимума последнего оледенения пресноводные бассейны и протоки Западной системы простирались от Верхоянского хребта на востоке до Альп на западе, г. е. более чем на 7 тысяч километров по широте. Система собирала воду с площади, которая составляла около 21 миллиона квадратных километров. Это значит, что по своим размерам она втрое превосходила современный бассейн Амазонки и, возможно, была крупнейшей водосборной системой в истории Земли. Приведем данные о площадях ее главных элементов (в тысячах квадратных километров): Новоэвксинский пресноводный бассейн, занимавший впадину Черного моря, — 300, Хвалынский бассейн — более 900, Аральский — 240, Мансийское озеро-море — около 950, Лено-Вилюйское озеро — свыше 500. Весь сток этой колоссальной системы поступал сначала в Но-воэвксинский бассейн, а затем через Мраморное море, становившееся тоже пресноводным, в восточную часть Средиземного моря. Картина, прямо скажем, неожиданная: сток Оби, Енисея и даже Лены поворачивал (перебрасывался!) на юго-запад, попадая в Мировой океан через Босфор и Дарданеллы. Но таковы факты. Что касается Восточной системы стока, вызванной к жизни подпруживающим воздействием Восточносибирского щита, то она протягивалась от Верхоянского хребта до Чукотки и далее на юго-восток и юг до Охотского моря на расстояние около 3 тысяч километров. В ее состав входили ледниково-подпрудные озера, возникавшие в бассейнах Яны, Индигирки и Колымы, на месте Чаунской губы и ее низменных побережий, а также в долинах Анадыря и ее притоков Белой и Майна. Из них самым большим было Индигиро-Колымское озеро, разливавшееся на площади до 220 тысяч квадратных километров. На месте именно этих (а также Лено-Вилюйского) озер сформировалась толща едомы, накопление которой было очень быстрым — ведь в ее составе до 80—90 процентов льда. Возможно даже, что это накопление успевало компенсировать подъем озерных уровней. В итоге приледниковые впадины оказались целиком заполнены льдистыми осадками и их поверхности достигали уровня, близкого к 300 метрам, так что только голоценовое таяние (главным образом озерный термокарст) смогло снизить ее до современных отметок.
Из всех проток и спиллвеев, соединявших озера Восточной системы, особенно важную роль играла сквозная долина в верховьях рек Эльгыкаквын, впадающей в Чаунскую губу, и Юрумкувеем, впадающей в приток Анадыря Белую. Высота ее днища — около 300 метров — как раз и определила максимальный уровень, до которого поднималась вода в североякутских озерах. Важно и другое: переброска воды этих озер на юго-восток в бассейн Анадыря могла происходить только в том случае, если Восточносибирский щит смыкался с Чукотским куполом. Иначе она бы стекала на восток по Чукотскому шельфу.
Наконец, из Анадырского озера, о террасах которого московский геолог И. П. Карташов писал еще в 1962 году, вода сбрасывалась через долины Майна и Пенжины. Следы ее сброса сохранились и на дне Охотского моря: согласно Геоморфологической карте СССР (ГУГК, 1987) от устья Восточной системы на юг, через Пенжинскую губу и залив Шелехова, на 700 километров тянется подводная долина с цепочкой замкнутых котловин-плесов на днище. Эти котловины наводят на мысль о сверхмощных бурных потоках, возникающих при прорывах ледниково-подпрудных озер.
Ключевое место в обеих системах стока занимали протоки, особенно ложбины, секущие водоразделы, — спиллвеи. Крупнейшие из них — Манычский, Тургайский, Кас-Кетский, Чаун-Анадырский — до сих пор хорошо сохранились и без труда обнаруживаются на топокартах и аэрокосмических снимках. Читатель может сравнить их географию, отраженную на рис. 5, с доступными ему картматериалами и сам сделать выводы: ведь если бы мы не знали ничего, кроме этой географии, то и тогда могли бы с уверенностью заключить, что низовья рек Северной Евразии испытывали подпруживание.
Итак, причиной возникновения как обеих систем стока талых вод, так и каждого их элемента в отдельности было оледенение. Откуда следует, что эти системы были синхронны оледенению и определение возраста любого из указанных элементов — озерных террас, заполнителей спиллвеевили следов трансгрессии Каспия — равнозначно прямому датированию Евразийского ледникового покрова. Я уже писал, что наличных датировок древнеозерных террас европейского Севера и Западной Сибири достаточно, чтобы быть уверенным: последнее оледенение обеих областей достигало своего пика около 20 тысяч лет назад. То же самое можно сказать и о возрасте Восточносибирского ледникового щита, поскольку возраст едомы (сформированной, как вы помните, в условиях подпруживания) также близок к 20 тысячам лет. Именно об этом свидетельствуют датировки, полученные Г. Ф. Грависом, Т. Н. Каплиной и А. В. Ложкиным. Тот же возраст установлен и для всей цепочки озер и проток, которая соединяла Енисей с Черным морем, причем он определен прямым датированием следов как Енисейского и Мансийского озер, так и Кас-Кетского и Тургайского спиллвеев, Аральского и Хва-лынского бассейнов.
Многие тысячи озер возникали и у краев горно-ледниковых комплексов, лед которых часто перегораживал речные долины или запирал межгорные впадины. Сведения о следах таких озер распылены по множеству статей и отчетов, их обобщение и анализ пока остаются делом будущего. Между тем их роль в плейстоценовом развитии ландшафтов трудно переоценить. Они уступали равнинным озерам в размерах, имея объемы, которые редко превышали десятки и сотни кубических километров, однако лежали на больших высотах и потому обладали огромными запасами энергии. Так, подпрудное озеро, возникавшее при деградации оледенения Алтая в Чуйской впадине, имело уровень свыше 2200 метров, озеро Дархатской котловины Восточного Саяна — 1720 метров, Оймяконское озеро верховьев Индигирки — более 1000 метров, а огромное озеро, подпруживавшееся льдом хребта Кодар в долине Витима и Муйской котловине, — около 850 м.
Как известно, главная особенность режима ледниково-подпрудных озер состоит в периодических прорывах их воды через ледяные плотины. При таких прорывах озерные ванны быстро осушаются, а нижележащие долины подвергаются катастрофическим паводкам. Эти прорывы и паводки происходят очень быстро, за 10— 20 дней, а интервалы с максимальными расходами оказываются еще на порядок короче. Зато значения этих — максимальных — расходов крайне высоки. При прорывах современных озер Аляски и Исландии они достигают 5— 10 тысяч кубометров в секунду, а при прорывах плейстоценовых озер становились поистине огромными. По моим расчетам, прорывные потоки Дархатского озера, имевшего объем 250 кубокилометров (равный годовому стоку Волги!), характеризовались расходами до 400 тысяч кубометров в секунду. Еще выше были расходы Катуни при прорывах Чуйского и Курай-ского озер. А при катастрофических осушениях озера Мизула, возникавшего у края Кордильерского комплекса Северной Америки, расходы потоков доходили до 20 миллионов кубометров в секунду, т. е. в 100 раз превышали расход Амазонки у ее устья. Да и скорости этих потоков достигали 20 метров в секунду. Естественно, что они могли производить колоссальную работу — пропиливать ущелья в базальтах и гранитах, перебрасывать гигантские глыбы, отлагать мощные толщи валунно-галечного материала, придавая их поверхностям специфический рельеф «гигантских знаков ряби». Нередко можно слышать, что все эти явления уникальны, присущи лишь Мизуле и ее прорывам. Но ведь до сих пор никто не обратил внимания на геоморфологические следствия прорывов «Сибирской Мизулы» — гигантского Витимского озера. Между тем оно по площади втрое, а по объему вдвое превосходило Мизулу.
Наконец, особые проблемы возникают в связи с двухъярусностью приледниковых озер Евразии, т. е. наличием их равнинных и горных разностей и неизбежностью динамических взаимодействий между ними. 8 самом деле, какие встряски получали равнинные озера при прорывах вышележащих горных? Что происходило, когда в них врывались массы воды, имеющие скорость электропоезда, и объемы, близкие к годовому стоку Волги? Вряд ли можно сомневаться, что такие катастрофы, повторяющиеся через интервалы в несколько десятилетий, вызывали мощные вспышки турбулентности, быстрые подъемы и перекосы озерных поверхностей. А значит, и переработку донных осадков, уничтожение террас, прорывы воды из равнинных озер сразу по нескольким направлениям. Думаю, что это одна из причин относительно слабой сохранности следов равнинных озер.
Здесь же надо бы остановиться на ряде других следствий оледенения. Ведь реконструкция ледниковых щитов и комплексов создает основу для решения всего разнообразия проблем геоморфологии и происхождения поверхностных отложений, а также палеоклиматологии, биогеографии, истории древнего человека. А роль больших ледниково-подпрудных озер? Недавно ленинградский ихтиолог Л. А. Кудерский показал, что они служили убежищами, в которых пресноводные рыбы смогли пережить оледенение. Использовали рыбы и спиллвеи: только наличие спиллвеев позволяет объяснить такое явление, как проникновение ледовитоморских лососей и форелей в Арало-Каспийский и Черноморский бассейны.
Но пожалуй, в наиболее полном, комплексном виде изменения природы, связанные с оледенением, запечатлелись в «ледниковой» географии почвенно-растительных зон (рис. 6).
Растительные зоны в эпоху последнего оледенения