12.5. Оледенения в истории земли

Изучая современные ледники в горах и на материках, установив особенности их строения, механизм передвижения, разрушительную и аккумулятивную работу, можно выявить наличие оледенений в геологической истории Земли, использовав знаменитое выражение Ч. Ляйеля: «Настоящее — ключ к прошлому».

18-20 тыс. лет назад облик поверхности Земли в Северном полуша­рии был совсем иным, чем в наши дни. Огромные пространства Север­ной Америки, Европы, Гренландии, Северного Ледовитого океана были заняты гигантскими ледяными покровами с максимальной мощностью в их центре до 3 км, а общий объем льда превышал 100 млн км'¹. Это было последнее крупное оледенение, продвинувшееся на Русской равнине почти до широты Москвы, а в Северной Америке — южнее Великих озер. С тех пор ледники стали отступать, и сейчас лед последнего оле­денения сохранился только в Гренландии и на ряде островов Канадс­кой Арктики. В последние 10 тыс. лет, называемые голоценом, окон­чательный распад ледниковых шапок и их быстрое таяние произошли около 8 тыс. лет назад, когда климат был теплее современного. Этот период соответствовал «климатическому оптимуму». Где-то между 8 тыс. и 5 тыс. лет назад климат стал еще теплее, а в Африке более влажным. Но между 5 тыс. и 3500 годами назад произошло сильное похолодание и местами возникли новые ледники, что позволило выделить даже «ма­лый ледниковый период». Именно к нему относятся ныне существую­щие ледники на Кавказе, в Альпах, на Памире, в Скалистых горах Северной Америки и др.

Все эти события произошли с момента окончания максимального продвижения ледников за последние 18 тыс. лет. Но в четвертичном периоде, начиная примерно с 2 млн лет тому назад, достоверно выделя­ется не менее четырех ледниковых, или криогенных, эпох, следы кото­рых обнаружены в Евразии и Северной Америке. В начале XX в. не­мецкими геологами А. ПенкомиЭ. Брюкнером в Альпах были обоснованы четыре крупных оледенения: гюнц (поздний плиоцен), миндель (ранний плейстоцен), рисс (средний плейстоцен) и вюрм (поздний плейстоцен) с двумя стадиями наступания ледников либо с двумя самостоятельными оледенениями. Впоследствии, когда выделялись следы древних оледе­нений в других местах, им хотя и давали местные названия, но всегда сопоставляли их с Альпами. Трудами многих российских геологов на Русской равнине установлены следы не менее четырех оледенений, в самом общем виде сопоставимых с альпийскими. Такая же картина и в Северной Америке. Изучение керна океанских осадков и льда из Ан­тарктического покрова на предмет соотношения содержания легкого — ^|йО и тяжелого — ¹⁸0 изотопов кислорода, как показателя изменений климата и температуры воды в океанах, позволило выделить те же самые холодные климатические интервалы в тех же самых возрастных границах, что и в Альпах или на Русской равнине. Тем самым были доказаны глобальность климатических изменений за четвертичный пе­риод и примерная синхронность оледенений в Северной Америке и Евразии. Однако океанская стратиграфия, т. е. изучение слоев океанс­ких отложений, дает сейчас более точные данные, отличающиеся от классических континентальных, в которые пытаются «втиснуть» став­шие уже привычными представления.

На Русской равнине максимальное продвижение ледников устанавли­вается в раннюю стадию (днепровскую) среднечетвертичного оледенения или в донскую, языки которого спускались по долине Днепра до Днепро­петровска, а по долине Дона южнее Воронежа. Вторая (московская) стадия оледенения среднего плейстоцена достигала районов южнее Минска и Москвы. Все остальные оледенения имели конечно-моренные гря­ды севернее (рис. 12.17). Установлены границы оледенений в Запад­ной и Восточной Сибири, где, конечно же, лучше выражены следы последнего оледенения в виде протяженных извилистых конечно-мо­ренных гряд и валов. Огромное количество льда отбирало воду из океана, уровень которого в позднем плейстоцене понизился от 100 до 140 м. Наличие гигантских ледяных покровов в Панарктическом ре­гионе некоторые геологи ставят под сомнение, что заставляет искать новые фактические данные, подтверждающие либо опровергающие классическую схему.

Рис. 12.17. Схема границ распространения московского оледенения (по И. Н. Чукленковой). 1-8 — варианты проведения границ (конечно-моренных гряд), по данным разных авторов. 9 — граница распространения валдайского оледенения

Ледниковые покровы последнего оледенения вместе с Панарктическим ледником, по мнению М. Г. Гроссвальда, создали непреодолимое препят­ствие для рек, текущих в северном направлении, например для Северной Двины, Мезени, Печоры, Иртыша, Оби, Енисея и др. (рис. 12.18). Вслед­ствие этого перед фронтом покровного ледника возникли огромные под- прудные приледниковые озера, которые искали пути для стока в южном направлении (рис. 12.19). И такие пути в виде хорошо сохранившегося грядово-ложбинного рельефа, ориентированного в субширотном направле­нии, были найдены во многих местах Западной Сибири, Приаралья и

Северного Прикаспия. Временами происходили катастрофические проры­вы этих приледниковых озер, а также, возможно, озер из-под ледниковых покровов «теплого» типа. Широкие, плоскодонные ложбины стока, напри­мер в древней реке на месте современных Манычских озер в Предкавка­зье, пропускали до 1000 км³в год воды. Этот расход сильно менялся по сезонам. Когда ледниковые покровы начали таять и отступать, многие лож­бины стока талых ледниковых вод были унаследованы речными система­ми. Следует подчеркнуть тесную связь формирования, наступания и тая­ния ледниковых покровов с колебаниями уровня океана, который очень чутко реагировал на «отбор» и поступление в него воды за счет роста или таяния ледников.

Рис. 12.18. Максимальное распространение ледникового покрова 20 тыс. лет назад (ранневалдайское оледенение). Стрелками показано движение льда. Точки — прилед- никовые озера (по М. Г. Гроссвальду)

Современные расчеты, произведенные И. Д. Даниловым, показыва­ют, что в конце позднего плейстоцена, во время последнего макси­мального оледенения, площадь, занятая льдом в Северном полуша­рии, не превышала 6 млн км², а объем льда — 7-8 млн км³, в то время как подземное оледенение (вечная мерзлота) охватывало площадь до 45 млн км² при объеме более 1 млн км³ льда. В обоих полушариях

Рис. 12.19. Конечно-моренные пояса, направления движения льда и ледниково-

подпрудные озера европейской части СССР в эпоху последнего оледенения (по X. Арсланову, А. Лаврову и Л. Потапенко). Ясно видно, что лед поступал со стороны Баренцева и Карского морей: 1 — границы оледенения, максимальная из стадий отступания; 2 — направления движения льда; 3 — подпрудные озера; 4 — каналы сброса талых вод (спиллвеи); 5 — пункты радиоуглеродного датирования ледниковых (а) и озерных (б) отложений. Цифрами показаны древнеозерные уровни

объем плавучих льдов составлял 45-50 млн км³. Вполне естественно, что Великие четвертичные оледенения, какими бы они ни были по своим размерам, оставили намного больше следов, чем более древние. Тем не менее в истории Земли установлено несколько довольно про­должительных эпох, во время которых отмечались похолодание и раз­витие ледников (рис. 12.20). Признаки, по которым реконструирова­лись ледники, близки между собой. Это развитие тиллитов (древних уплотненных и метаморфизованных морен), тиллоидов (образований, напоминающих морены), эрратических валунов с типичной ледниковой

млн лет млрд лет ЯРЧН	— К? —
	MZ
	р г
-	V
	ъ
	Ri
т.	PR,
™
	AR,

го

-1,5

-2

Г 2,?

Рис. 12.20. Основные криогенные (ледниковые) эпохи в истории Земли (черные)

Следы наиболее древнего оледенения зафиксированы в отложениях раннего протерозоя в Канаде, на Балтийском щите (2,5-2 млрд лет), причем обращает на себя внимание длительность интервала 400 млн лет, в пределах которого обнаруживаются предположительно леднико­вые отложения. Более молодая ледниковая эпоха фиксируется в слоях позднего рифея и венда (0,9-0,63 млрд лет) на Русской плите, в Канаде, США, Шотландии и Норвегии, на Северном Урале и в других регио­нах. Трудно выделить области распространения ледников и реконстру­ировать их морфологию и объем.

В раннем палеозое (ордовик-силур) в интервале 0,46-0,42 млрд лет установлены следы оледенения в Западной Африке, в Сахаре, возмож-

штриховкой, бараньих лбов и курчавых скал, ленточных глин и других явно ледниковых или водно-ледниковых (флювиогляциальных) отло­жений.

но, в Аргентине, Бразилии, Юго-Западной Африке, Западной Европе, Северной Америке.

Отложения явно ледникового генезиса относятся к временному интервалу 0,35-0,23 млрд лет, что отвечает каменноугольному и перм­скому времени позднего палеозоя. Это было время существования ог­ромного суперматерика Пангеи II, когда Южная и Северная Америки, Африка и Евразия, Антарктида, Австралия и Индостан были спаяны вместе, а между Евразией и Гондваной (южные материки) существовал океан Тетис. Области распространения ледников в это время не нужда­ются в комментариях. По-видимому, существовал в высоких широтах крупный ледниковый покров или ряд покровов, радиально растекав­шихся от центра. Великое позднепалеозойское оледенение достаточно хорошо изучено и документировано.

И, наконец, кайнозойский криогенный период (38 млн лет — ныне), длящийся намного больше, чем хорошо изученные Великие четвертич­ные оледенения. Начало этого периода относится к интервалу 38-25 млн лет назад, т. е. к позднему олигоцену, когда возникли пер­вые ледники в Антарктиде, прежде всего в Трансантарктических горах и горах Гамбурцева. Всеобщий ледниковый покров сформировался в раннем миоцене (25-20 млн лет назад). В среднем миоцене (15 млн лет назад), по-видимому, сформировался Гренландский ледник, а общее похолодание и резкое ухудшение климатической обстановки четко фиксируются с рубежа 700 тыс. лет. Возможно, этим временем опреде­ляется начало четвертичного ледникового периода, а его последним крупным событием было оледенение, начавшееся около 25 тыс. лет назад и последний раз достигшее максимума 18 тыс. лет назад, после чего началась быстрая деградация ледникового покрова, отступавшего со скоростью до 5 км в год.