Обычно для заключения об изменениях уровня моря в прошлом мы располагаем лишь данными о положительных перемещениях береговой линии. Такие данные в виде приподнятых над современным уровнем моря морских террас, находок морской фауны или плавника на тех или иных отметках - позволяют довольно точно восстановить имевшие место трансгрессии моря. Для установления периодов регрессий иногда привлекаются данные батиметрических карт, на основании которых рисуется сохранившаяся на дне моря древняя гидрографическая сеть, выработанная в эпоху, когда морское дно было сушей. Однако редкость измерений глубин и, главное, случайность их распределения делают такие реконструкции обычно крайне спорными.

В устье Енисея, в районе Усть-Енисейского порта мы впервые, по крайней мере на севере Сибири, получили в настоящее время богатый фактический материал для восстановления происходивших в прошлом колебаний уровня моря. Здесь, на площади около 700 км² экспедицией Горно-геологического управления Главсевморпути пробурено более 120 скважин, прошедших целиком четвертичную толщу и врезавшихся в дочетвертичные породы. Скважины показали, что в подавляющем большинстве случаев подошва четвертичных отложений лежит на отметках 50-70 м ниже уровня Енисея, превышающего в Усть-Енисейском порту уровень Карского моря на 3.5-7 м. В эту поверхность в западной части разбуренного участка (фиг. 1) врезан глубокий погребённый каньон, подошва четвертичных пород на дне которого погружена на 154 м ниже уровня Енисея: ширина каньона, идущего в северо-западном направлении, не превосходит 200-300 м, тогда как высота его бортов измеряется 85-90 м. В восточной части изученного участка проходит в меридиональном направлении более крупная эрозионная рытвина, имеющая ширину порядка 1.5-2 км и выработанная предположительно древним Енисеем. Скважины попали, по-видимому, только на склоны рытвины, вследствие чего подошва четвертичной толщи в них не спускается глубже 121 м ниже уровня Енисея. Всё же вероятнее считать, что каньон в западной части участка, как более узкий, впадает в эту широкую рытвину.

Очевидно, в период формирования рассматриваемых погребённых долин базис эрозии располагался не менее чем на 200-250 м ниже современного положения, а берег моря должен был смещаться далеко от устья Енисея к северу. Действительно, в северной части Карского моря вдоль края Новоземельского жёлоба и на склонах Центральной Карской возвышенности промеры обнаружили на глубинах 200-300 м следы затопленных долин. При этом время низкого положения уровня моря не могло быть длительным, так как иначе долины, врезанные в Усть-Енисейском районе в рыхлые меловые породы, были бы значительно расширены, а склоны их выположены.

Тот факт, что в основании четвертичных отложений, выполняющих каньон в западной части разбуренного участка, залегает валунно-галечниковый горизонт до 12 м мощностью, говорит о совпадении эпохи глубокого врезания с древнейшим оледенением севера Сибири. Среди валунов преобладают траппы, принесённые, надо думать, со Средне-Сибирского плоскогорья. Лежащая над валунно-галечниковым горизонтом 80-метровая песчаная толща с растительными остатками, в том числе с обломками древесины лиственницы, отложена реками в условиях постепенного повышения базиса эрозии. В это время в Усть-Енисейский район проникло и море, осадками которого являются глины, обнаруженные в пределах древней долины Енисея на отметках 80-115 м ниже современного уровня реки. Каков был тогда уровень моря - сказать трудно, весьма вероятно, что он был всё-таки ниже, чем сейчас.

Все осадки, выполняющие описанные древние долины, перекрыты вторым валунно-галечниковым горизонтом. Вне пределов долин последний лежит непосредственно на дочетвертичных породах, покрывая почти сплошным плащом сравнительно выровненную поверхность на отметках 50-70 м ниже уровня Енисея. Надо думать, что эта поверхность представляет тоже дно енисейской долины, образовавшейся в период вторичного понижения базиса эрозии примерно до 100 м ниже современного. На дне Карского моря русло древнего Енисея, принимавшего в виде притоков тогда Нижнюю Таймыру и Пясину, прослеживается до глубин около 100 м между о. Уединения и архипелагом Кирова. Данная долина в районе Усть-Енисейского порта отличалась большой шириной (свыше 45 км), скважины нащупали только её правый борт, где кровля дочетвертичных осадков поднимается до 20 м ниже уровня Енисея (фиг. 1).

Лежащий на дне долины второй валунно-галечниковый горизонт при мощности до 20 и более метров несомненно связан со вторичным оледенением низовьев Енисея и местами даже замещается валунными глинами (мореной). Максимум врезания Енисея пришёлся на эпоху после оледенения, так как в ином случае древняя речная долина была бы выполнена мореной. Затем началось шедшее в несколько этапов повышение базиса эрозии, обусловившее накопление над вторым валунно-галечниковым горизонтом толщи песков до 74 м мощностью (мессовский горизонт). Пески в свою очередь перекрыты глинами с морской фауной (санчуговский горизонт), причём подошва глин отличается сильной изменчивостью отметок (от 20 м над уровнем Енисея до 75 м ниже его уровня), а мощность доходит до 88 м.

Анализ рельефа подошвы санчуговских глин (фиг. 2) приводит к заключению, что после второго оледенения уровень моря от положения на 100 м ниже современного постепенно повысился до 10-15 м выше, чем сейчас. Затем началось врезание, обусловившее последовательное формирование террас высотою 95, 65-75 и 35-45 м над конечным положением дна реки. Перед отложением санчуговских глин уровень моря понизился снова до 80-100 м ниже, чем в настоящее время, после чего последовало быстрое погружение, повлекшее за собою затопление низовьев Енисея морем. Отлагавшиеся в море глины погребли под собою целую серию упомянутых выше террас. Фауна в глинах носит сравнительно глубоководный характер - здесь присутствуют, например, такие формы, как Neaera arctica, не живущая ныне в Баренцевом море на глубинах менее 100 м. Кровля санчуговских глин поднимается до 40 м над Енисеем, а следовательно, уровень моря во время их отложения превышал современный на 150-200 м. В верхних горизонтах глин фауна приобретает уже мелководный и несколько опреснённый характер, что говорит об обмелении моря. Лежащие над глинами пески с мелководной и теплолюбивой фауной (казанцевский горизонт), кровля которых достигает 50 м над Енисеем, а мощность - 39 м, отлагались вероятно при положении береговой линии метров на 80-100 выше, чем в настоящее время. Казанцевские пески в свою очередь перекрыты толщей песков зырянского горизонта до 100 м мощностью, переходящей у края Средне-Сибирского плоскогорья в моренные образования третьего оледенения. Пески отлагались в опреснённом вследствие близости ледника водном бассейне, уровень которого, судя по отметкам кровли песков, был выше современного уровня моря не менее, чем на 150-200 м. Непосредственная связь этого бассейна с морем подтверждается наличием в зырянских песках далее на север морской фауны.

Окончание третьего оледенения совпало с новым, очень крупным по амплитуде понижением базиса эрозии. Появившиеся реки глубоко врезались в плато, сложенное с поверхности зырянскими песками. О размерах врезания даёт представление положение подошвы аллювия во вновь образовавшейся долине Енисея на глубинах 25-40 м ниже современного уровня реки. Именно в это время в долине Енисея выше Усть-Енисейского порта появился тот крутой изгиб, который, будучи единственным в низовьях Енисея, обращает на себя наше внимание. Происхождение изгиба скорее всего связано с унаследованием рекой долин ледниковых потоков, отходивших от располагавшегося между Усть-Енисейским портом и Дудинкой края ледника. Уровень моря в момент наибольшего врезания гидрографической сети был вероятно не менее чем на 50 м ниже современного. Вслед за тем началась аккумуляция осадков верхней надпойменной (каргинской) террасы Енисея, высотою 20-25 м, сопровождавшаяся ингрессией моря в устье Енисея. В районе Усть-Енисейского порта эта ингрессия вызвала лишь образование эстуария - здесь в верхних горизонтах разреза каргинской террасы появляются глины с конкрециями явно эстуарного типа, но непосредственно к северу мы находим уже отложения с морской фауной, свидетельствующие о поднятии уровня моря по крайней мере на 25 м выше, чем в настоящее время. Надо сказать, что далее на север уровень каргинской трансгрессии быстро повышается. В районе Гольчихи каргинские отложения с фауной достигают уже отметок 80-90 м над уровнем моря.

Вслед за формированием каргинской террасы произошло снова сильное понижение базиса эрозии, благодаря которому подошва аллювия на пойменной и нижней надпойменной террасах Енисея лежит на 44-57 м ниже уровня реки, т.е. примерно на 20 м ниже, чем на каргинской террасе. Эта фаза врезания сопровождалась осушением южной части Карского моря, вследствие чего затопленное русло Енисея особенно отчётливо прослеживается до глубины 40-50 м к востоку от островов. Свердрупа, Арктического института и Известий ЦИК. Далее оно .прерывается и появляется вновь, как уже указывалось, на глубинах 80-100 м.

Последние этапы четвертичной истории ознаменовались ещё одной трансгрессией моря, уже не достигшей района Усть-Енисейского порта и обусловившей здесь формирование нижней надпойменной террасы высотою 10-12 м. Подъём уровня моря в это время по сравнению с современным не превышал 8-9 м. Именно тогда образовался в устье Енисея эстуарий, северная часть которого сохранилась доныне, а южная (район Бреховских островов) уже вышла из-под воды благодаря последующему поднятию. Начавшееся поднятие повлекло за собою переход от аккумуляции осадков нижней надпойменной террасы к аккумуляции осадков поймы, а затем и к формированию уступа последней, свидетелями чему мы являемся в настоящее время.

Таким образом тот фактический материал, которым мы сейчас располагаем для района Усть-Енисейского порта, позволяет уже достаточно обоснованно говорить о весьма сложных колебаниях уровня моря суммарной амплитуды 300-400 м, имевших здесь место на протяжении четвертичного периода. Эти колебания, отображённые на фиг. 3, были неоднократными даже на протяжении отдельных межледниковых эпох и никак не могут быть уложены в обычную стандартную схему чередования трансгрессий и оледенений. Вряд ли можно сомневаться в том, что даже и сейчас мы не в состоянии уловить полностью той сложной картины смены трансгрессий и регрессий, которая проявлялась здесь в действительности. Если для межледниковой эпохи между вторым и третьим оледенением благодаря погребённым под морскими отложениями террасам и смене фаций среди морских осадков можно уже довольно полно восстановить происходившие колебания уровня моря, то для более древних эпох в нашем распоряжении пока имеются лишь отрывочные факты.

Совершенно очевидно, что устанавливаемые нами колебания уровня моря нельзя объяснить только теми факторами, которые обычно привлекаются для уяснения четвертичных трансгрессий и регрессий. Ни изостатическое прогибание земной коры под действием ледниковой нагрузки, ни эвстатическое изменение уровня мирового океана вследствие таяния или роста ледников не могли сами по себе обусловить много раз повторяющиеся колебания базиса эрозии в устье Енисея Здесь необходимо привлечь тектонические причины, а именно ритмические колебательные движения, на которые только накладывались изостатические и эвстатические колебания.

При взгляде на кривую колебаний уровня моря в устье Енисея на протяжении четвертичного периода (фиг. 3) обращает на себя внимание то, что мелкие низшего порядка ритмы, которые собственно и обусловливали устанавливаемое нами чередование трансгрессий и регрессий, суммируясь, дают крупные ритмы высшего порядка. Таких крупных ритмов в четвертичной истории Усть-Енисейского района намечается два. Первый, обнимающий время до второго оледенения включительно, характеризовался высоким положением суши и уровнем моря в целом значительно ниже современного. Второй последующий ритм, продолжающийся доныне, опять-таки в целом ознаменовался погружением страны и поднятием уровня моря, лишь в редкие моменты опускавшегося до современного положения или ниже.