11 месяцев назад
Нету коментариев

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.