В целях решения остро дискутируемой проблемы площадного покрытия Западной Сибири льдом в квартере авторы изучили на её территории ход формирования порождённых холодом объектов, оценив характер связей между ними в свете концепции криоразнообразия. Полученное поле новых перекрёстных данных о развитии мерзлотных и гляциальных явлений, специфике их взаимоотношения и оставленных ими следах позволило сделать вывод, что в регионе в образованиях квартера ясно отражён ход процессов промерзания горных пород, но условия для развития покровного оледенения здесь отсутствовали даже в криохроны.

Новые данные по изучению мерзлотно-гляциальных явлений и их следов [Кузин, 2005; Стрелецкая и др., 2012; Шейнкман и Мельников, 2014; Sheinkman, 2011] определяют необходимость корректировки представлений о событиях, протекавших в квартере на севере Западной Сибири. Данные о характере ледовых процессов и о том, что считать их следами, крайне ценны, так как они положены в основу прогностических моделей. Поэтому сегодня весьма важно ответить на вопрос, какие гляциальные явления и как сосуществовали в данном регионе с многолетнемёрзлыми породами (ММП).

Изучение порождённых холодом и несущих ясные следы прошлого репрезентативных образований, проведённое различными независимыми методами, позволило авторам получить поле взаимодополняющих данных и найти новые решения. Суть их в выявленной некорректности применения в Сибири альпийских схем оледенения и выхода на построения, опирающиеся непосредственно на вскрытые закономерности взаимодействия ледников и ММП [Шейнкман и Мельников, 2014]. Базовыми объектами служили горные сооружения, окаймляющие регион, и гряда Сибирские Увалы (рис. 1). Гряду исследовали на всём протяжении. Она представительна тем, что её строение отражает основные события квартера: порой гряду считали [Земцов, 1976] мореной былого ледника, сегодня вдоль неё проходит южная граница островных ММП, а в криохроны квартера сюда заходила область сплошной мерзлоты. Ключевые параметры оценки обстановок прошлого были получены авторами путём анализа современных мерзлотных и гляциальных геосистем региона и достоверно выявленных следов их эволюции. Затем, опираясь на вскрытые закономерности и анализ с позиций криоразнообразия [Шейнкман и Мельников, 2014], проводили необходимые экстраполяции. Так как мнение о былом ледниковом щите базировалось на встречаемости здесь эрратических валунов, в основу наших реконструкций были положены выявленные механизмы и провинции сноса валунов, а также установленные параметры условий реального в пределах данных провинций развития порождённых холодом явлений. Подтвердив вывод [Кузин, 2005], что в Приуралье на изучаемой части бассейна Оби валуны представлены породами с гор Урала, а восточнее - породами с гор на правобережье Енисея, за точку отсчёта авторы взяли ключевые параметры обстановок в этих горах.

Было выявлено, что в отмеченных горах современные ледники тесно связаны с ММП и относятся к малым азональным формам оледенения, поскольку Урал и Приенисейские горы (изредка выше 1500 м) и фирновая линия на них лежит примерно на 1 км ниже климатической снеговой линии. Причина в том, что снегонакопление здесь идёт большей частью за счёт сноса с окружающих склонов и, если бы не этот фактор, сформироваться ледники, несмотря на холодный климат, вследствие недостатка фонового питания не смогли бы. Даже на обращённых к влагонесущим потокам воздуха западных склонах Урала в предгорьях количество осадков оценено ~500 мм/год, ~1000 мм/год их у водораздела и существенно меньше на восточных склонах и в горах Бырранга, Путорана 500–700 мм/год даже в самой высокой части гор.

Расчёт депрессии климатической снеговой границы (с учётом падения температуры воздуха на континентах в Приполярье на 10-12°C [Kutzbach et al., 1998]) даёт для этих гор в криохроны квартера 500-600 (порой до 1000 м). Значит, граница тогда лишь сближалась с современной фирновой линией на ледниках, превращая их из азональных в зональные, но войти в область ледосбора могла в то время только самая высокая часть гор. Наш анализ также показал, что даже в условиях термохронов квартера все ледники Сибири, включая рассматриваемые, будучи компонентом криолитозоны - холодные и текут медленно. У быстрее всего смещаемых поверхностных слоёв крупнейших ледников Сибири скорость льда от 6-8 до 15-20 м/год (у ложа и на малых ледниках она существенно меньше). Пусть при их разрастании в криохроны квартера у них не будет торможения у ложа и таяния у края (хотя это допущение нереально), но и тогда из окружающих Западную Сибирь гор максимально продвинуться по своим долинам ледники могли лишь на 15-20 км за тысячелетие. В отличие от альпийских схем с оледенением крупного формата, за холодный полуцикл-криохрон 20-тысячелетнего ритма (основного в ритмике квартера в режиме криохронтермохрон [Sheinkman, 2016]) это даёт всего ~150 км. Ледники Таймыра в этом случае должны остановиться вблизи предгорий, не выходя на равнину, а ледники из более близких к ней гор Урала, Путораны - осциллировать в предгорьях (рис. 1). Это удостоверяет фиксация нами морен, выявленных вдоль ледниковых долин, и подтверждение её данными других авторов [Большиянов и др., 2007; Mangerud et al., 2008], тем более, что дистальные морены такого рода датированы различными методами временем начала и середины позднего плейстоцена [Abramowski et al., 2006; Mangerud et al., 2008; Sheinkman, 2011].

Детальное изучение эрратических валунов выявило: они значительно удалены от зоны потенциально возможного выноса с ледниковых центров и в слоях с ними полностью отсутствуют литогенные признаки морен. С галькой и гравием валуны вкраплены в толщу преимущественно песчаного аллювия, лежащего на морских неогеновых [Вдовин и Проводников, 1965] глинах, лишь спорадически и встречаются только вверху террас, образованных при врезе рек в данную толщу, а их скопления - на отмелях, куда они, будучи вымытыми, сносятся. Лучше всего это отражено в строении Сибирских Увалов. Из-за включений валунов сторонниками ледникового щита их принимали за его морену, но наше исследование показало: увалы - это тело большей частью песчаной 30-40-метровой речной террасы, превалирующей здесь как итог поднятия блока пород [Sheinkman, 2016] вдоль субширотных, обновлённых в позднем квартере разломов. Они хорошо выражены на космоснимках в виде линеаментов.

К востоку от зоны уральского сноса, на междуречье Оби и Енисея, среди отмеченных валунов преобладают породы со Средне-Сибирского плоскогорья. Они широко представлены в верховьях рек Вах, Таз, Пур. Превалируют породы Сибирской трапповой провинции (базальты, долериты, габбро-долериты, анамезиты, вулканические брекчии и др.), но есть обломки и более дальнего переноса. Например, осадочные (различные песчаники, аргиллиты, алевролиты, конгломераты, гравелиты, органо-, хемогенные известняки) и метаморфические (роговики, сланцы) породы с междуречья Нижней и Подкаменной Тунгуски. В верховьях р. Таз также встречены породы с Енисейского кряжа (сиениты, аплиты, микроклиновые граниты) и Курейские графитсодержащие породы из-под Туруханска. Сделанный в ходе наших исследований анализ химических элементов показал, что выше неогеновых глин по всей толще слагающих Сибирские Увалы осадков признаки морского генезиса отсутствуют.

Таким образом, валуны в теле Сибирских Увалов не могут быть мореной и итогом ледово-морского разноса, связанного с трансгрессией моря со стороны Арктики. Так как они хорошо промыты, с галькой и гравием лишь спорадически вкраплены в песчаный аллювий, то их происхождение иное: транспортировка в ходе типичного для рек Сибири ледово-речного разноса. В долине р. Томь у г. Томск, например, нередки валуны, перенесённые с ледоходом на сотни километров из Кузнецкого Алатау. Поскольку на Енисее мощные ледоходы, половодья с подъёмом воды порой на десятки метров были характерны в течение всего квартера [Yamskikh et al., 1999], валуны из долины этой реки вполне могли быть перенесены льдинами через невысокий водораздел в верховья рек Таз, Пур, Вах (рис. 1). Тем более вполне по силам ледово-речному разносу и транспортировка валунов с Урала, которые в итоге оказались в долине меридионального отрезка Оби.

Характерно, что в толще аллювия, поднятого тектоникой блока пород Сибирских Увалов (их поверхность, плавно меняющая высоту в основном в пределах отметок 100-140 м, типична для речных террас), мы впервые обнаружили палеопочвы. По палеопочве вверху террасы на р. Сабун (правый приток р. Вах) под слоем валунов получена ¹⁴С-датировка 25693-27748 Сal BP (СО АН 7550), фиксирующая конец термохрона MIS-3, а над слоем валунов в террасе на р. Вах вблизи с. Корлики - разгар этого термохрона: 34740-35440 Сal BP (Beta 410187). Причём в песчаных слоях вверху террасы встречены криотурбации и псевдоморфозы по полигонально-жильному льду ~ 2 м мощностью по вертикали и 1,5 м по ширине – индикатор субаэрального осадконакопления при температуре ММП ~ –3°С [Васильчук, 2006]. Ранее серией ¹⁴С-дат верхние слои подобных террас были датированы [Borodin et al., 2013] временем MIS‑2 и в других частях Средней Оби. Значит слои с валунами в большей степени привязаны к термохрону MIS‑3, а приповерхностные слои песчаного аллювия - к криохрону MIS‑2, и во время его поверхность террасы, учитывая её высоту, должна была подниматься со скоростью 2–4 мм/год.

Палеопочвы в центре разреза террасы гораздо древнее. Наиболее представительно 30–40-метровая терраса выражена в долине р. Вах (рис. 2) и в ней даже по верхним слоям педокомплекса в центре разреза получены ¹⁴С-датировки >45 000 лет (СОАН 7551 и 7552) и >43 500 лет (Beta 410188). Эти слои, как показало их палеоботаническое изучение [Sheinkman, 2016], развиты в термохрон более глубокий, чем MIS-3, и с учётом нахождения в центре ненарушенного разреза всё это может быть аргументом для их отнесения к тёплой фазе MIS‑5. Почвы хорошо сохранены, отслеживаются как выдержанные комплексы без разрывов и смятий (исключение – эрозионное срезание), включают глеевые и оторфованные слои, и для них характерен полный набор генетических горизонтов, в том числе верхний торфянистый или гумусовый горизонт. Все это признаки малого влияния денудации и деформации почв в период после их образования. В зоне Валдайского ледника, например [Rusakov & Sedov, 2012], аналогичные по свойствам палеопочвы сохранились только в виде смятых и смещённых фрагментов. Характерно, что палеопочвы в центре данного разреза террасы разделяет две пачки хорошо выраженного косослоистого песчаного аллювия, в основании которого залегают ясно выраженные морские неогеновые глины [Вдовин и Проводников, 1965], и никаких других слоев с валунами больше не встречается.

Таким образом, анализ с позиций криоразнообразия [Шейнкман и Мельников, 2014] позволил получить параметры окружающей среды, выявленные на перекрестье характеристик его элементов, что дало возможность детализировать ход реконструируемых событий. Опираясь на эти данные, авторы пришли к выводу, что в квартере на севере Западной Сибири ясно отражена ритмика промерзания горных пород, но причины для формирования покровного оледенения здесь отсутствовали и Сибирские Увалы это не морена, а речная терраса - итог сложного саморазвития речной сети, сопровождаемого активными блоковыми дислокациями озёрно-аллювиальной толщи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большиянов Д.Ю., Антонов О.М., Федоров Г.Б., Павлов М.В. Оледенение плато Путорана во время последнего ледникового максимума // Известия Русского географического общества. 2007. Том 139. Выпуск 4. С. 47-61.

2. Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды: гетероцикличность, гетерохронность, гетерогенность. М.: Изд-во МГУ, 2006. 404 с.

3. Вдовин В.В., Проводников Л.Я. История формирования мезозойско-кайнозойских отложений и современного рельефа в бассейне реки Вах // Тр. ИГиГ СО АН СССР. 1965. 95 с.

4. Земцов А.А. Геоморфология Западно-Сибирской равнины (северная и центральная часть). Томск: Изд-во ТГУ, 1976. 344 с.

5. Кузин И.Л. Геоморфология Западно-Сибирской равнины. СПб.: Гос. поляр. акад., 2005. 176 с.

6. Стрелецкая И.Д., Гусев Е.А., Васильев А.А., Рекант П.В., Арсланов Х.А. Подземные льды в четвертичных отложениях побережья Карского моря как отражение палеогеографических условий конца неоплейстоцена - голоцена // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 2012. № 72. С. 28-59.

7. Шейнкман В.С., Мельников В.П. Ледники Сибири как компонент криолитогенно-­гляциальных геосистем // Криосфера Земли. 2014. Т. XVIII. № 2. С. 3-23.

8. Abramowski U., Bergau A., Seebach D., et al. Pleistocene glaciations of Central Asia: results from ¹⁰Be surface exposure ages of erratic boulders from the Pamir (Tajikistan), and the Alay–Turkestan range (Kyrgyzstan) // Quaternary Science Reviews. 2006. V. 25. P. 1080-1096.

9. Borodin A., Markova E., Zinoviev E., et al. Quaternary rodent and insect faunas of the Urals and Western Siberia: Connection between Europe and Asia // Quatern. Intern. 2013. V. 284. P. 132-150.

10. Kutzbach J., Gallimore R., Harrison S., et al. Climate and biome simulations for the past 21,000 years // Quaternary Science Reviews. 1998. № 17. № 6/7. P. 473-506.

11. Mangerud J., Gosseb J., Matiouchkov F., et al. Glaciers in the Polar Urals, Russia, were not much larger during the Last Global Glacial Maximum than today // Quaternary Science Reviews. 2008. № 27. P. 1047-1057.

12. Rusakov A., Sedov S. Late Quaternary pedogenesis in periglacial zone of northeastern Europe near ice margins since MIS 3: Timing, processes, and linkages to landscape evolution // Quaternary International. 2012. V. 265. P. 126-141.

13. Sheinkman V.S. Quaternary Glaciations – Extent and Chronology. L.: Elsevier, 2011. P. 883–907.

14. Sheinkman V.S. Quaternary glaciation in North-Western Siberia – New evidence and interpretation // Quaternary International. 2016. V. 420. P. 15-23.

15. Yamskikh A.F., Yamskikh A.A., Brown A.G. Fluvial Processes and Environmental Change. L.: Wiley, 1999. P. 241-252.

Ссылка на статью:

Шейнкман В.С., Мельников В.П., Седов С.Н., Парначёв В.П. Новые свидетельства внеледникового развития севера Западной Сибири в квартере // Доклады Академии наук. 2017. Т. 477. № 4. С. 480–484.