ВВЕДЕНИЕ

УДК 551.87(571.5)+ (571.1) ББК Д 439 Е155

Рецензенты:

В. А. Шкаликов, доктор географических наук, профессор; А. С. Кремень, кандидат географических наук, доцент

Кидокнмои €. П.

Е 155 Метод нктунлнша it палеогеографии холодных »нох иочдмсго кайнозоя: моно­графия / С, II. Ивдокимов; Министерство обрнчошшии и науки РФ; Смоленский го­сударственный университет. - Смоленск: Изд-во Смол, ун-та, 2006. - 124 с. ISBN 5-88018-411-0

Монография продолжает дискуссию о происхождении широко распространенных валуно-содержащих толщ. Показано, что актуализм дает единственно верный путь к палеогеографиче­ским реконструкциям истории природы земной поверхности в сочетании с близкими ему исто-рико-геологическими методами. На основе анализа современных теоретических представлений сопоставлены различные точки зрения на соотношение оледенений и морских трансгрессий и их палеогеографической и географической роли. Выявлены некоторые спорные вопросы и про­блемные ситуации, которые пока не могут получить однозначного объяснения.

Книга предназначена для широкого круга геологов, палеогеографов, геоморфологов, ланд-шафтоведов и других специалистов, интересующихся новейшими отложениями и развитием природы в конце неогена - антропогене. Она может быть рекомендована как дополнительное пособие при изучении курсов физической географии, геологии, геоморфологии и палеогеогра­фии на географических и геологических факультетах университетов.

УДК 551.87(571.5)+ (571.1) ББК Д439

Isbn 5-88018-411-0

© Евдокимов С. П., 2006 © Издательство Смоленского государственного университета, 2006

Гтшшшюпис и ричшпие научного мышления в палеогеографии тесно сишино с процессом формирования системы методов, с помощью которой сило цочможмым мочишше закономерностей строения и развития природы ЗОММоМ поверхности. Теоретический анализ этой системы в её современном 1ИД1 Необходим для правильного понимания природы существующих гео-Мбгичеоких методов, их потенциальных возможностей и границ примени­мости. Такой анализ позволяет воспроизвести предмет исследования, с од­ной стороны, как систему с её структурными связями, с другой - как сис­тему историческую, с ее генетическими связями. Даже самый тщательный анализ современной формы предмета исследования не может дать нам пол­ного знания о нём, пока не рассмотрен его исторический путь развития. Ис­торический анализ прослеживает становление и развитие предмета на раз­личных лапах, закономерно сменяющих друг друга. Исторический анализ дополняет логический, обогащая понятие о предмете, даёт возможность подняться на более иысокую ступень познания его сущности. Только на ос-ноие единств», логическою и исторического анализа мы получаем возмож­ности нмипить характер становления палеогеографии как науки и её научно­го Метода, ИХ пну i рентою ткономерную связь и логику развития. Такой подход нерифынпо сияшн с пониманием проблемы совпадения логического и исторического способов мышления.

I) период становления палеогеографии как самостоятельной области научного знания происходил процесс формирования системы методов, со­ответствующих тем целям и задачам, которые стояли перед науками о Земле на разных этапах их развития. Одним из таких методов, получивших широкое распространение, явился актуалистический метод. Возникнове­ние актуалистического и других методов исследования в процессе длитель­ного исторического развития превратилось в действенное орудие познания, способное успешно решать всё более усложняющиеся задачи палеогеогра­фических реконструкций. Однако в палеогеографии ледниковых эпох этот метод не получил должного применения. В палеогеографии позднего кайно-чоя наиболее дискуссионными стали проблемы реконструкций эпох похо­лоданий. Казалось бы, логично применить здесь наблюдения за современ­ными ледниковыми и ледовыми покровами, проследить их геологическую деятельность по экзарации и транспортировке обломочного материала. Но ■п'ого не произошло.

Сто тридцать лет назад, в 1876 г., вышла в свет книга П. А. Кропоткина, и которой впервые в русской литературе была обоснована теория великого оледенения Европейской России. Он доказывал, что сползавший с гор

Скандинавии гигантский ледник, двигаясь на юг, заполнил впадину Балтики и перекрыл Русскую равнину до южных границ Польши, предгорьев Кар­пат, восточнее языками спустился на юг вдоль Днепра до Екатеринослава (Днепропетровска) и вдоль Нижней Волги до Царицына (Волгограда), а еще восточнее достиг верховьев р. Камы у Перми.

В основе данной теории лежал непреложный факт: на всем этом про­странстве русские естествоиспытатели к тому времени уже установили на­личие обломков скандинавских пород (гранитов, гнейсов, кварцитов и дру­гих) в виде глыб, валунов, гальки и гравия. Размеры их в нескольких случа­ях достигали 8-10 м в поперечнике. Они беспорядочно располагались в толще глин, суглинков, песков и встречались как в долинах рек, так и на во­доразделах.

Ранее давалось иное объяснение этому явлению (Ч. Дарвин, Ч. Лайель, М. В. Ломоносов и др.), в соответствии с которым такие обломки рассмат­ривались как осадки холодных морей, по которым дрейфовали льдины (в том числе и айсберги) с вмерзшими в них обломками и глыбами пород, па­давшими на дно при таянии льда. Однако эта так называемая дрифтовая теория быстро теряла своих сторонников. Ледниковая теория привлекала сторонников тем, что, казалось, легко объясняла все не совсем понятные особенности строения рельефа и четвертичных (антропогеновых) осадков, привлекала простотой и своеобразным изяществом. В 80—90-х гг. XIX в. всеобщее признание завоевала ледниковая теория, и в начале XX в. лишь несколько ученых либо совсем не принимали ее, либо признавали лишь час­тично, существенно сокращая ареал распространения покровных ледников. К их числу относились крупнейшие русские геологи - Ф. Н. Чернышев, А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и некоторые другие.

Кропоткин исходил из положений, сформулированных для горных оле­денений Альп, главными из которых были наличие эрратических валунов и множественность оледенений. А позднее многие положения, касающиеся покровных оледенений равнинных территорий, пытались применить к гор­ным оледенениям. Получились смешение и подмена понятий, приведшие к многочисленным путаницам и заблуждениям.

В самом начале XX в. баварские геоморфологи А. Пенк и Э. Брюкнер, развивая и детализируя идею великого оледенения, выделили в пределах Австрийских Альп не одно, а четыре оледенения. Изучая соответствующие им речные террасы, насыщенные валунным материалом, они дали им на­именования притоков Верхнего Дуная - Гюнц, Миндель, Рисе и Вюрм. Эти термины на многие десятилетия стали своеобразным эталоном, с которым в дальнейшем увязывались ледниковые горизонты не только в Евразии, но и в Северной и Южной Америке и даже в Новой Зеландии. В России, а затем и в СССР они получили наименования березинского, окского, днепровско-

московского (среднерусского) и валдайского; в США - Небраска, Канзас, Иллинойс и Ниекоиеип (по названию штатов).

Апогеи своего рп'шития эта теория достигла в 40—50-х гг. XX в., когда на кпрте мир» 1\ Флинтом (1%3), крупным американским исследователем, была ilOKH'tHiiu млощидь мпкеимши.ного (рисского, днепровско-московского, илли-MiilU'MHu) оледенении, достигавшая 45,2 млн км². При этом средняя толщина riwiH нринимялвеи им равной 3-^1 км. Для сравнения приведем современные минный грелиия толщина ледникового щита Гренландии - 2300 м; Антаркти­ды (Hhiitti'iiiH шельфовые ледники) - 1720 м; максимальная измеренная мощ-nmih мьдп Антарктиды 4500 м (Иванов, 1967).

Псдмикн в период наибольшего разрастания "изымали" из океанов и мо-|i_t(l i шиитские массы воды. Уровень Мирового океана, по расчетам Р. Флин-тй, падал до минус 100-125 м, а общая температура у поверхности земли по­нижалась на 10 °С. При их таянии, в межледниковые теплые эпохи, уровень океана поднимался на 20 и даже на 30 м. Близкие цифровые значения были получены и советскими исследователями (Суетова, 1962,1982).

И конце 40-х 50-х гг. в связи с появлением материалов, не уклады-ииющихся н рамки прежних представлений, среди сторонников ледниковой теории уже не было полного единства. Так, В. И. Громов (1948), подобно П. А, Кропоткину, выделял всего одно оледенение, считая остальные эпохами Похолоданий, ни протяжении которых ледниковые покровы не образовыва­ли и Пидммнммнжч' (hiiii.iiiiiiii'iiu) ученых устанавливали 5-7 ледниковых ifiOM, немиоры* - от 8 до 12, Теория материковых оледенений была под-tM'pi ну in I'ppiiCiiion критике со стороны ряда ботаников (П. И. Дорофееев, В. Г. SlCWiueu, М. М. Ильин и др.), геологов и мерзлотоведов (И. Г. Пидоп-ЛИЧКО, А. И. Попов, И. Д. Данилов и др.).

И 1464 г. удалось составить единую стратиграфическую схему европей­ской части СССР, которая была принята большинством исследователей ан-троиогепа. В 1981 г. в нее внесен ряд дополнений и уточнений, и в 1984 г. она была утверждена Межведомственным стратиграфическим комитетом (МОК) в качестве унифицированной и опубликована. С ней были сопостав­лены И стратиграфические схемы всех других регионов СССР (Стратигра­фии ПЧ Т..., 1984).

С середины 50-х гг. в нашей стране быстро развивается и приобретает все большее число приверженцев теория, на новой основе использующая идеи дрифтовой. Она получила наименование марино-гляциальной, а ее сторонники ныне обычно именуются маринистами. Среди их трудов видное место занимают работы И. Г. Пидопличко, Н. Г. Чочиа, П. С. Макеева, И. Л. КуЗИНа, П. П. Генералова, О. В. Суздальского, И. Д. Данилова и др.

Иочрождение этой теории связано с тем, что именно в названные годы широко развернулись детальное изучение и геологическая съемка огромных пространств севера России. Они велись и ведутся крупными коллективами

5

исследователей, среди которых есть геологи, геоморфологи, гидрогеологи, палеонтологи, литологи, геохимики, геофизики, мерзлотоведы. При этом широко используются методы, большинство из которых почти не применя­лось ранее. Они включают тщательные послойные поиски в составе всей толщи осадков, в том числе и в валуносодержащих горизонтах, принимав­шихся и принимаемых за морены, морской фауны и микрофауны, диатомо­вых водорослей с определением их родового и видового состава и установ­лением первичности или вторичности захоронения. Выполняются геохими­ческий, литолого-минералогический и конкреционный анализы, проводятся исследования мерзлотных процессов. Большое значение имеют также де­тальные неотектонические и структурно-геоморфологические наблюдения и ряд других.

Новые, до некоторой степени неожиданные, результаты дали гляциоло­гические наблюдения и бурение на ледниках Антарктиды и островах По­лярного бассейна, а также создание теоретических моделей ледника с ис­пользованием математического аппарата и законов механики, в частности расчеты скоростей его движения.

За короткий срок был получен огромный объем информации, не укла­дывающейся в "прокрустово ложе" ледниковой теории. Эти новые материа­лы заставили начать корректировку, а для ряда регионов и пересмотр по­стулатов, лежащих в ее основе.

Предельно кратко важнейшие положения ледниковой теории могут быть сформулированы следующим образом.

Четвертичный (антропогеновый) период - время чередования эпох крупных оледенений (похолоданий) и межледниковий (потеплений), сжа­тых во временном интервале 800-900 тыс. лет. Продолжительность каждого из ледниковий (включающая этапы разрастания и деградации) колеблется от 60-70 до 12-14 тыс. лет.

Эпохи оледенений строго совпадают с понижениями уровня Мирового океана, а эпохи межледниковий, таяния ледников - с его повышениями (трансгрессиями).

Разнос крупнообломочного материала осуществляется льдом, движу­щимся от центров оледенений на расстояние от сотен до одной - двух и бо­лее тысяч километров под действием силы тяжести довольно пластичного льда. Главных центров оледенения в Северном полушарии три - Гренланд­ский, Канадский и Скандинавский; в Южном один - Антарктический. Кро­ме них имеются локальные центры. В нашей стране это Путоранский, Уральский, Ново- и Североземельский и ряд других. В последние годы раз­вивается идея о существовании крупных центров оледенения на "шельфе мо­рей западной Арктики - Баренцева и Карского.

Морена (отложенные ледником осадки) имеет достаточно четкие лито-логические отличия. Ее характеризуют: несортированность, неокатанность

6

ii, неелоиетоеть (или неясная слоистость), неоднородность слагаю­щего материшш, поимшенмая плотность, трактуемая как результат давления толщи льдп, отсутетнме остатков морской фауны, микрофауны и микрофло­ры диптомоиыч или иногда нахождение их раздробленных фрагментов, об-pmyioimix смршимиые, персотложенные комплексы. Нахождение в моренах опт ков флуны объясняется захватом ее из подстилающих ледник морских

толщ при его движении,

II (имуиыиго ннарационной деятельности ледник производит шлифов-му ни*м. миногиi ни ого поверхность шрамы и царапины, выпахивает озер-ИЫ1 виним. 1НЛННЫ, фьорды, формирует скульптурные формы - "бараньи flrthi", "кур'ШИЫО скалы". Столь же велика его транспортирующая способ­на im, Он может переносить гигантские глыбы и отторженцы объемом до 1 КМ⁴ и более, производить срыв выступов ложа, сминать в сложные складки шичительную по мощности толщу подстилающих осадков.

С ледниками связано образование особых форм аккумулятивного рельефа, которые моделируются потоками вод, возникающими при таянии ледника. Это пимы, oiiii, друмлинм, зандровые поля, а также камовые террасы - плотины, i пгржнншощие на протяжении тысячелетий обширнейшие, располагающиеся ни рн'мшчпмх гипсометрических отметках приледниковые озерные бассейны. В ринг t иучиги |ннн, niiuiil плотины играет сам ледник.

lioJihiillliK'ino Hi них оеионополагающих постулатов ледниковой теории ммршю iШШНЙ1ПН iw (маринисты) считают для покровных ледников или не-дииитичио ripom nohHtiiiiiii.iMii, или не имеющими всеобщего характера, или ми иннвен тующими наблюдаемым фактам и теоретическим расчетам, т. е. не имеющими однотипного решения. Естественно, что отсюда следуют и принципиально иное толкоканис генезиса толщ, принимаемых за морены, и ррчко отличные от развиваемых сторонниками ледниковизма (гляциалистами) нредетаилепия о палеогеографии эпох оледенений и межледниковий - о гра­ницах распространения ледниковых щитов и площадей, покрывавшихся вода­ми морей н периоды и оледенений, и межледниковий.

Теоретические расхождения последних десятилетий в области четвер­тичной геологии и палеогеографии, все более усиливающиеся и обостряю­щиеся, примели и к серьезным затруднениям практического плана.

Так, и целом ряде регионов севера России оказалась невозможной сЛипка смежных листов геологических карт, если они составлялись привер­женцами разных стратиграфо-палеогеографических взглядов. Не удается однозначно решить некоторые вопросы нефтяной и инженерной геологии, мерзлотоведения, неотектоники, геоморфологии, гидрогеологии, ландшаф-топедепия; резко различаются рекомендации, касающиеся выбора направ-iieiiutt поисков полезных ископаемых в толще антропогена.

Ожесточенная полемика продолжается. Появляется множество статей, КНИГ, монографий, атласов, где развиваются идеи господствующей ныне лед-

НмтлппПг

никовой теории. Вместе с чем в силу ряда причин сторонники гляциомари-низма почти лишены возможности сколько-нибудь подробного освещения в печати полученных ими данных, особенно в тех случаях, когда они вступают в явное противоречие с привычными представлениями. Материалы их работ, даже содержащие важные теоретические выводы, подтверждаемые серьез­ными практическими речу/п/гатами, если и публикуются, то обычно в виде небольших статей н периодической печати, иногда помещаются в сборниках итогов совещаний в'форме кратких сообщений, в которых по названной при­чине почти отсутствуют описание фактических сведений и их всесторонний анализ. Поэтому все такие публикации имеют не столько проблемно-научный, сколько информативный характер.

В этих условиях все более необходимым становится скорейшее разре­шение накопившихся вопросов и противоречий. Едва ли не единственным выходом в сложившейся ситуации, как представляется автору, является со­здание серии проблемных работ, в которых бы максимально объективно и непредвзято, всесторонне и обстоятельно рассматривались новейшие фак­тические материалы и давался их анализ с целью создания единой теорети­ческой базы и решения многих прикладных задач.

Итак, к настоящему времени просматриваются две основные линии па­леогеографических реконструкций, являющихся вероятностными моделями наших представлений о событиях прошлого.

С одной стороны, это гипотеза покровного оледенения, отрицающая сколько-нибудь значительную роль ледово-морских процессов в формиро­вании валуносодержащих толщ. Она удовлетворительно объясняет распро­странение и генезис нескольких горизонтов морен, водно- и озерно-ледниковых отложений, текстурные особенности и другие литологические характеристики валуносодержащих отложений, разнос эрратического мате­риала. Однако с климатической точки зрения трудно объяснить накопление таких огромных масс льда в условиях резко континентального климата, ко­гда замерзал не только Арктический бассейн, но и прилегающие районы Атлантического и Тихого океанов. О возможных преувеличениях размеров древнего оледенения предупреждали еще А. И. Воейков и И. Д. Черский. Кроме того, существующие представления о максимальных границах по­кровных оледенений противоречат данным о скоростях растекания льда и находкам в "моренах" остатков морских и наземных животных и растений. Не имеет физического обоснования и геологическая деятельность ледников (экзарация, транспортировка материала и др.).

С другой стороны, это ледово-морская гипотеза, основанная на допу­щении обширных морских трансгрессий и отрицающая значительное рас­пространение материковых покровных ледников.

Нами была выдвинута гипотеза разнообразного сочетания во времени обширных морских трансгрессий с ледово-морскими явлениями и покров-

ных оледенений (Чочиа, Евдокимов, 1993). При этом возможны следующие варианты развития событий.

Если морская трансгрессия в той или иной степени совпадала с похоло­данием, главным агентом транспортировки валуносодержащего материала становились морские льды; покровное оледенение распространялось в облас­тях достаточного увлажнения в зимнее время года и предопределяло образо­вание айсбергов, паковых льдов и соответствующего способа разноса обло­мочного материала. Если морской трансгрессии предшествовало похолода­ние, то обширные территории могли покрываться маломощным и малопод­вижным льдом, накопившимся in situ, а не притекшим из некоторых центров. При наступлении трансгрессии маломощный лед всплывал и способствовал разносу эрратического материала. Наконец, похолодание могло приходить вслед за максимумом трансгрессии, и тогда обширные территории в услови­ях избыточного увлажнения могли покрываться более мощным малоподвиж­ным льдом; в этом случае наиболее активные массы льда оказывались в цен­трах оледенений. При этом мы исключаем экзарационную и транспорти­рующую роль покровных ледников. Исключается также деформация ледни­ком подстилающих горных пород.

Учитывая различную природу колебаний климата и морских трансгрес­сий, значительную длительность данных процессов и метахронность, можно предположить, что все эти три возможных варианта существовали в дейст­вительности. Такое предположение хорошо согласуется с теорией оптимума Г. Симисоиа и теорией метахронности оледенения К. К. Маркова, предосте­регавшего от возможности ошибочного слияния двух различных понятий -похолодание и оледенение.

ямянм

Таблица 1