Светлой памяти учителя и друга

ГРИГОРИЯ ИВАНОВИЧА ЛАЗУКОВА

 ВВЕДЕНИЕ 

Умей страдать вопросом и сомненьем

Н.П. Огарев

Более ста лет назад, в 1876 г., вышла в свет книга П.А. Кропоткина, в 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 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 («Новгородская плита», «Лахтинская глыба», из которой был вытесан пьедестал памятника Петру I). 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.

Уже в 80-90-х гг. всеобщее признание завоевала ледниковая теория, и в начале XX в. лишь несколько «упрямцев» 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. Ледниковая теория, казалось, легко объясняла все не совсем понятные особенности строения рельефа и четвертичных (антропогеновых) осадков, привлекала простотой и своеобразным изяществом.

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, Рисс 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 Висконсин (по названию штатов).

Апогея своего развития эта теория достигла в 40-50-х гг. нашего века, когда на карте мира Р. Флинтом [1963], крупным американским исследователем, была показана площадь максимального (рисского, днепровско-московского, иллинойского) оледенения, достигавшая 45,2 млн км². При этом средняя толщина льда принималась им равной 3-4 км. Для сравнения приведем современные данные: средняя толщина ледникового щита Гренландии - 2300 м; Антарктиды (включая шельфовые ледники) - 1720 м; максимальная измеренная мощность льда Антарктиды - 4500 м [Иванов, 1967].

Ледники в период наибольшего разрастания «изымали» из океанов и морей гигантские массы воды. Уровень Мирового океана, по расчетам Р. Флинта, 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].

В конце 40-х - 50-х гг. в связи с появлением материалов, не укладывающихся в 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, на протяжении которых ледниковые покровы не образовывались. Подавляющее большинство ученых устанавливали 5-7 ледниковых эпох, некоторые - от 8 до 12. Теория материковых оледенений была подвергнута серьезной критике со стороны ряда ботаников (П.И. Дорофееев, В.Г. Васильев, М.М. Ильин и др.), геологов и мерзлотоведов (И.Г. Пидопличко, А.И. Попов, И.Д. Данилов и др.).

В 1964 г. удалось составить единую стратиграфическую схему европейской части СССР, которая была принята большинством исследователей антропогена. В 1981 г. в нее внесен ряд дополнений и уточнений, и в 1984 г. она была утверждена Межведомственным стратиграфическим комитетом (МСК) в качестве унифицированной и опубликована. С ней были сопоставлены и стратиграфические схемы всех других регионов СССР [Стратиграфия СССР..., 1984].

С учетом того, что во всем тексте в дальнейшем будут неоднократно упоминаться перечисляемые в этих таблицах горизонты, приведем три главных из них. Как видно из табл. 1, в пределах ледниковой зоны европейской части бывшего СССР в плейстоцене выделяется шесть ледниковых эпох и, кроме того, в конце эоплейстоцена намечается еще одно оледенение, выделяемое пока недостаточно уверенно и только в одном небольшом регионе.

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.

Возрождение 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 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; геохимический, литолого-минералогический и конкреционный анализы; исследования мерзлотных процессов; 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.

1. 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 (см. табл. 1).

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

3. 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.

4. Морена (отложенные ледником осадки) имеет достаточно четкие литологические отличия. Ее характеризуют: несортированность, неокатанность обломков, неслоистость (или неясная слоистость), неоднородность слагающего материала, повышенная плотность, трактуемая как результат давления толщи льда, отсутствие остатков морской фауны, микрофауны и микрофлоры диатомовых или иногда нахождение их раздробленных фрагментов, образующих смешанные, переотложенные комплексы. Нахождение в моренах остатков фауны объясняется захватом ее из подстилающих ледник морских толщ при его движении.

5. В результате экзарационной деятельности ледник производит шлифовку ложа, наносит на его поверхность шрамы и царапины, выпахивает озерные ванны, заливы, фьорды, формирует скульптурные формы - «бараньи лбы», «курчавые скалы». Столь же велика его транспортирующая способность. Он может переносить гигантские глыбы и отгорженцы объемом до 1 км³ и более, производить срыв выступов ложа, сминать в сложные складки значительную по мощности толщу подстилающих осадков.

6. С ледниками связано образование особых форм аккумулятивного рельефа, которые моделируются потоками вод, возникающими при таянии ледника. Это камы, озы, друмлины, зандровые поля, а также камовые террасы - плотины, сдерживающие на протяжении тысячелетий обширнейшие, располагающиеся на различных гипсометрических отметках приледниковые озерные бассейны. В ряде случаев роль такой плотины играет сам ледник.

Большинство из этих основополагающих постулатов ледниковой теории марино-гляциалисты (маринисты) считают для покровных ледников или недостаточно строго доказанными, или не имеющими всеобщего характера, или не соответствующими наблюдаемым фактам и теоретическим расчетам, т.е. не имеющими однозначного решения. Естественно, что отсюда следуют и принципиально иное толкование генезиса толщ, принимаемых за морены, и резко отличные от развиваемых сторонниками ледниковизма (гляциалистами) представления о палеогеографии эпох оледенений и межледниковий - о границах распространения ледниковых щитов и площадей, покрывавшихся водами морей в периоды и оледенений, и межледниковий.

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

Так, в целом ряде регионов севера России оказалась невозможной сбивка даже 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, ландшафтоведения: резко различаются рекомендации, касающиеся выбора направлений поисков полезных ископаемых в толще антропогена.

Ожесточенная полемика продолжается. Появляется множество статей, книг, монографий, атласов, где развиваются идеи господствующей ныне ледниковой теории. Вместе с тем в силу ряда причин сторонники гляциомаринизма 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 результатами, если и публикуются, то обычно в виде небольших статей в 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 авторам предлагаемой книги, 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. В монографии сделана попытка частичной реализации этой идеи.

Приступая к работе, мы отчетливо понимали трудности, которые нас ожидают, ту реакцию, которую вызовут заключенные в ней материалы и выводы со стороны как ортодоксальных представителей гляциальной теории, так и ортодоксов гляциомаринизма, отнюдь не склонных к изменению своих крайних взглядов. Однако мы надеемся, что приводимые данные и выводы, основанные на принципе актуализма, будут достаточно убедительными, послужат сближению существующих представлений и будут стимулом для дальнейшего углубленного изучения проблем геологии и палеогеографии позднего кайнозоя.

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.

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

Нами выдвигается гипотеза разнообразного сочетания во времени обширных морских трансгрессий с ледово-морскими явлениями и покровных оледенений. 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.

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. Симпсона и теорией метахронности оледенения К.К. Маркова, предостерегавшего от возможности ошибочного слияния двух различных понятий - похолодание и оледенение.

Исходя из этих положений, нами сделана попытка на новой основе увязать важнейшие события позднекайнозойской геологической истории с эпохами похолоданий (а значит, с ледниковыми и ледовыми явлениями) и тектоническими движениями (и связанными с ними морскими трансгрессиями и регрессиями) как планетарными геохронологическими рубежами. Имеющийся уровень накопления фактов вполне допускает обоснование позиции о сосуществовании континентальных оледенений и морских трансгрессий. Палеогеографические реконструкции выполнены только для наиболее дискуссионных эпох похолоданий, так как по поводу эпох потеплений у нас нет расхождений с общепринятыми взглядами и схемами.

Материалы, рассматриваемые в предлагаемой книге, относятся главным образом к территории северной половины России, которая по существующим ныне представлениям исследователей-гляциалистов охватывалась четвертичными покровными оледенениями. Кроме того, здесь анализируются области современного горного оледенения Европы и Азии, островов Арктики, шельфа Полярного бассейна, а также результаты изучения современных Антарктического, Гренландского и Исландского покровных ледников. В обзор практически не вошли данные о горных и покровных ледниках Южной и Северной Америки и Канадского архипелага.

Объем сведений, относящихся к проблемам, обсуждаемым в нашей монографии, растет очень быстро, поэтому по мере возможности рукопись в процессе доработки пополнялась новой информацией.

Многие из коллег помогали нам в подборе литературных данных и новейших материалов, вместе с ними анализировался ряд развиваемых в книге представлений, их конструктивная критика помогла усилить доказательность некоторых заключений. Среди них прежде всего необходимо назвать Г.И. Лазукова - одного из лучших знатоков многих проблем геологии антропогена нашей страны, И.Д. Данилова, В.С. Зархидзе, И.Л. Кузина, А.Н. Ласточкина, И.В. Рейнина, В.Я. Слободина, О.В. Суздальского, В.Л. Яхимович.

Кроме того, нами широко использованы весьма ценные материалы П.П. Генералова, И.И. Киселева, В.В. Филиппова, В.Г. Чувардинского, полученные ими при детальных геологических съемках и обработке результатов бурения. Они в значительной степени способствовали насыщению рукописи действительно новейшими, всесторонне изученными фактическими данными. Всем им авторы приносят глубокую благодарность. Большую признательность за поддержку работы и высказанные критические замечания авторы выражают В.Д. Наливкину, А.Н. Ласточкину, А.X. Кагарманову, сотрудникам НИИ геофизики и геохимии АН Беларуси и географического факультета Московского университета.

 ОГЛАВЛЕНИЕ