Отсутствие на островах Северной Земли и окружающем шельфе значительных аккумулятивных образований, слабая выраженность в рельефе экзарационной деятельности ледников, с одной стороны; значительная изрезанность территории флювиогляциальными потоками и явные признаки воздействия ледников на гидрографическую сеть, с другой стороны, свидетельствуют о пассивности североземельских ледников, с точки зрения их механического воздействия на рельеф и их активнейшей роли в эрозионном преобразовании рельефа. Распространение ледниковых отложений и флювиогляциальных форм рельефа также свидетельствуют о том, что в конце позднего плейстоцена и голоцене границы ледниковых покровов не выходили за пределы площади современных островов.

Как показало всесоюзное совещание «Условия образования позднекайнозойских отложений и закономерности пространственного размещения полезных ископаемых на севере европейской части СССР и Западной Сибири», проходившее в начале 1984 г. под эгидой Географического общества СССР и научно-технического Горного общества, вопрос о формировании ледниковых отложений и рельефа в областях древних оледенений в настоящее время является остро дискуссионным. Для решения его важно изучение рельефоформирования и механизма осадконакопления в областях современного оледенения.

Настоящая статья подготовлена на материалах полевых исследований краевых частей современных ледников и перигляциала Северной Земли. Последняя представляет собой архипелаг, развитие которого на последних этапах морфогенеза происходило под непосредственным влиянием ледников.

В настоящее время ледники занимают здесь 18 325 км², что составляет почти 50% площади архипелага. Основными формами ледникового покрова являются щиты и купола. Средняя мощность ледников составляет 300 м, объем льда - 5500 км³ [Каталог ледников, 1980]. Степень оледенения островов увеличивается с юго-востока на северо-запад. Ледники залегают на выровненном, но сильно расчлененном эрозией субстрате.

Воздействие североземельских ледников на подстилающую поверхность весьма специфично, так как энергия оледенения мала [Шумский, 1947]. Ледниковые формы рельефа и отложения приурочены к современным ледникам, в перигляциальных ландшафтах характерны главным образом для речных долин.

На всех крупных ледниковых куполах в той или иной степени развиты полосы мореносодержащего льда, наблюдающиеся на протяжении десятков километров по периметру ледников. Выходы их замечательны постоянством расположения в пределах ледников - они приурочены к отметкам 70-100 м над основанием последних, независимо от абсолютной высоты залегания ледниковых масс. Слои мореносодержащего льда падают внутрь ледников под большими углами, а на поверхности ледников часты характерные образования - холмы конической формы, цепи холмов и гряд высотой до 15-20 м, протягивающиеся на километры в пределах пояса мореносодержащего льда [Говоруха и др., 1978; Загорская, 1961]. С поверхности эти образования покрыты крупнообломочным материалом мощностью до 0.5-0.1 м, под которым обнаруживаются ледяные ядра (рис. 1).

Наиболее интересными участками в пределах ледников являются довольно крупные выходы сортированных, слоистых отложений (мощностью до 10-15 м) в толщах мореносодержащего льда. В юго-западных частях ледников Вавилова и Академии наук, западной части ледника Ленинградского конусообразные формы рельефа сложены песками, алевритами, слои которых залегают согласно с падением пластов льда (см. рис. 1). Анализы отобранных из этих отложений образцов показали их морское происхождение. Кроме комплексов микрофауны, обломков древесины, в них обнаружены створки раковин морских моллюсков отличной сохранности. Современные ледниковые формы рельефа сложены морскими осадками, что не должно вызывать удивления, так как ледники, на которых описаны подобные формы [Загорская, 1959; Макеев и Малаховский, 1978], своими краевыми частями лежат на прибрежно-морской равнине, сложенной с поверхности морскими осадками.

По сохранности первичной структуры отложений и фауны, форме холмов (склоны, обращенные к леднику, имеют углы падения, совпадающие с наклоном слоистости льда), можно утверждать, что описываемые геологические тела являются ледниковыми отторженцами, отчлененными в мерзлом состоянии при движении ледника по ложу.

Появление на поверхности ледников обломочного материала, поднятого с ложа, обусловлено абляционным срезом в результате современной деградации оледенения (см. рис. 1). По мере снижения поверхности ледников на них возникают все новые и новые скопления рыхлого материала, ранее скрытые в ледниковом теле. Более зрелые формы разрушаются под влиянием эрозионной деятельности талых ледниковых вод и склоновых процессов.

Включение обломочного материала в лед происходило при ином термодинамическом состоянии ледников, когда было возможным скольжение льда по ложу и захват рыхлых отложений. В настоящее время в связи с низкими температурами льда по всей толще куполов и щитов подстилающие породы защищены от эрозии.

Перенос материала к поверхности ледника происходит при развитии вязкопластических деформаций во льду и, возможно, при скольжении слоев льда относительно друг друга. Загиб слоев льда и соответствующий наклон блоков рыхлых отложений, содержащихся в краевых частях ледников, связан с подпором, который оказывает лед, залегающий в основании куполов и щитов. Окраинное положение этого клина льда, расположенного по периметру ледников, обусловливает уменьшение давления и напряжений в нем по сравнению со смежными объемами льда, что вызывает в свою очередь замедление скоростей вязкопластических деформаций. Вероятно, это обстоятельство наряду с примерзанием льда к ложу влечет за собой надвигание масс растекающегося от центра ледника на сравнительно «омертвевшую» часть купола по образующимся сколам и разрывам на границе двух частей ледника, движущихся с разными скоростями (см. рис. 1).

Имеющиеся данные о строении ледников и наличие признаков более активной их геологической деятельности в виде отторженцев свидетельствуют о том, что ледники Северной Земли после своего образования в голоцене [Макеев, 1983; Макеев и др., 1979] испытали несколько фаз развития, отличавшихся термодинамическим состоянием и как следствие разной степенью геологической активности.

За пределами современных ледников холмисто-грядовый ледниковый рельеф наиболее часто обнаруживается в понижениях и очень редко встречается на водоразделах, что свидетельствует о незначительной мощности ледников, вызвавших его появление. Многочисленные холмисто-грядовые поля в долинах о. Большевик, слабое их развитие в долинах о. Октябрьской Революции и практическое отсутствие этих форм на о. Комсомолец являются признаком уменьшения энергии оледенения в пределах архипелага с юго-востока на северо-запад. На о. Октябрьской Революции и тем более на о. Комсомолец, где ледники мощнее и находятся в условиях, более благоприятных для увеличения массы, ледниковые массивы принимают более изометричную в плане форму и менее склонны к реакции на перепады высот в подстилающем рельефе. Ледники о. Большевик находятся в наименее благоприятных условиях питания, но более активно осциллируют и способствуют образованию ледниковых форм рельефа.

Холмисто-грядовый рельеф, обнаруживаемый в долинах, наряду с абляционным происхождением (рассмотренным выше, см. рис. 1), может иметь и другой генезис. Из наблюдаемых в настоящее время рельефоформирующих процессов похожие конусообразные формы способны сформировать как водная эрозия в коренных породах, так и осыпание обломочного материала, залегающего на мертвых глыбах льда, которые остаются в долинах от быстро деградирующих ледников.

На водоразделах ледниковые отложения представлены в основном эрратическими валунами и горизонтом покровных суглинков, содержащих самое разнообразное количество крупнообломочного материала. Покровные суглинки распространены на больших площадях и имеют мощность до 1 м. Окраска их близка к окраске коренных пород, подстилающих суглинки. На о. Комсомолец к ледниковым отложениям, по-видимому, можно отнести россыпи галек изверженных пород, залегающих незначительным чехлом на морских песках. Покровный характер морен свидетельствует о пассивном сокращении ледников и проецировании немногочисленного обломочного материала, содержавшегося во льду, на подстилающую поверхность.

Более или менее равномерный чехол ледниковых отложений мог образовываться в прошлом и формируется в настоящее время при размыве и разрушении описанных форм рельефа, сложенных мореносодержащим мертвым льдом перед фронтом отступающих ледников.

По-видимому, в переотложении морских и других рыхлых отложений ледниками и их дальнейшей переработке флювиогляциальными потоками и склоновыми процессами можно видеть причину происхождения покровных суглинков, часто имеющих облик и химический состав, характерные для морских отложений.

Особенности распространения эрратических валунов и других мегакластов в пределах архипелага свидетельствуют о переносе крупнообломочного материала из коренных источников с востока на запад, из более возвышенных районов на пониженные участки. В то же время отсутствуют какие-либо признаки, свидетельствующие о движении ледников со стороны Карского моря на сушу.

Классические ледниковые отложения, представленные обычно валунными суглинками или супесями, встречаются редко в понижениях рельефа и достигают там мощности до 15-20 м, хотя чаще последняя не превышает 0.5-1.5 м. Как правило, в этих отложениях не наблюдаются гляциодинамические текстуры, характерные для мореносодержащего льда краевых частей современных ледников, а крупнообломочный материал обычно представлен местными коренными породами. По целому ряду признаков (массивная текстура, отсутствие сортировки и ориентировки обломков и др.) эти морены характеризуются континентальным обликом. Однако морены, встреченные в районах развития морских отложений, имеют химический состав, близкий к морским осадкам, и содержат зачастую много морской фауны (фораминифер, остракод), что скорее всего является результатом переотложения ледниками подстилающих их морских осадков. Но не исключается и другой вариант формирования - ледниковые отложения могли попасть в зону трансгрессии и вследствие этого испытать диагенез.

В основном выше охарактеризованные отложения являются покровными. Наряду с ними в сложно построенных разрезах, например в долине р. Озерной, встречены мореноподобные отложения мощностью до 7 м, залегающие между слоями морских и аллювиальных осадков. Они отличаются от обычных морен прежде всего лучшей сортированностью и окатанностью материала, присутствием слоистости, хотя и неотчетливо выраженной, включениями комплексов морских моллюсков и микрофауны. В ряде разрезов удалось наблюдать фациальный переход мореноподобных толщ в типично морские отложения. Такие мореноподобные отложения отнесены нами к ледниково-морским, формировавшимся синхронно с развитием морских трансгрессий.

К понижениям рельефа приурочены единичные следы экзарационной деятельности ледников (бараньи лбы, курчавые скалы). Трогообразных или корытообразных долин на Северной Земле немного и, конечно, они подвергались воздействию ледников на разных этапах развития оледенения, как, впрочем, и все другие долины. Трогообразные долины сложны по строению - в них обнаруживаются и следы морских трансгрессий, и эрозионные врезы, что свидетельствует об участии в их образовании многих рельефоформирующих процессов. Таковы, например, обширные понижения между ледниками Вавилова и Дежнева, горами Встречной и Серпа и Молота, в дно которых врезаны молодые глубокие долины. Эти древние формы рельефа неоднократно служили ложем выводных ледников, спускавшихся к морю. Молодые корытообразные долины встречаются редко на о. Большевик, что указывает, вероятнее всего, на слабую экзарационную деятельность позднеплейстоценовых и голоценовых ледников.

Отсутствие мощных аккумулятивных образований и соответствующих форм рельефа как на суше, так и на окружающем острова шельфе, слабая выраженность в рельефе экзарационной деятельности льда приводят к выводу о пассивности ледников в этом районе, что отмечала еще Н.Г. Загорская [1959; 1961]. Однако такой вывод справедлив лишь в отношении механической деятельности ледников. К противоположному заключению приводит изучение долин рек.

Глубокие врезы долин островов Большевик и Октябрьской Революции в твердые коренные породы и широкие долины, выработанные в рыхлых четвертичных отложениях о. Комсомолец - результат активнейшей деятельности талых ледниковых вод в конце позднего плейстоцена - голоцене. За это время в условиях пониженного по сравнению с современным базиса эрозии и сокращения сартанского оледенения [Клиге, 1980; Макеев, 1983] древние долины значительно углубились (на первые десятки метров), образовались новые долины, часто врезанные на такую же глубину, как и более древние (например, левый приток р. Лагерной, правый приток р. Норы, правый приток р. Торы и др.). На активную деятельность талых ледниковых вод указывают врезы, сформированные на склонах долин при отступании ледников. Они широко распространены на о. Большевик и встречаются на других островах архипелага, представляя собой параллельные дну долин глубокие тальвеги, ступенчато снижающиеся к современному руслу. Эта система маргинальных каналов часто бывает прорезана другими отрицательными формами - каналами стока ледниковых вод другой фазы деградации оледенения. Кроме того, все склоны в пределах развития позднеплейстоценовых и голоценовых ледников на о. Большевик террасированы. Эти террасы, которые считаются некоторыми исследователями нагорными, здесь, вероятно, образованы не без влияния талых ледниковых вод, эродировавших склоны перед ледниками подобно процессам эрозии в маргинальных каналах.

На территории всех островов имеются многочисленные свидетельства перестройки речной сети благодаря деятельности ледниковых вод деградировавших ледников.

В голоцене вследствие подъема уровня моря до отметок, близких к современным, и продолжающегося стока с ледников в долинах произошла смена фазы вреза этапом накопления гляциально-флювиальных отложений. Буровыми скважинами, пройденными ПГО «Севморгеология», в долинах вскрыт лед, вероятно, глетчерный, включенный в грубообломочный материал (мощностью до 30 м), частично заполняющий долины. Плохая сортированность и окатанность обломков, наличие глыб льда свидетельствуют о бурных потоках, загружавших долины обломочным материалом в условиях отступания ледников. Поперечные профили долин в результате этого заполнения приобрели трапециевидный облик благодаря плоским днищам по кровле грубообломочного материала, под которым погребены тальвеги долин фазы послесартанского вреза. В настоящее время в среднем и верхнем течении рек происходит врез в заполняющие отложения и коренные породы, а в устьевых частях долин - накопление материала и выдвижение дельт в море.

Маргинальные каналы и долины стока талых ледниковых вод, обнаруживаемые вплоть до современной береговой зоны на о. Комсомолец и в пределах денудационной равнины, занимающей центральные части островов Большевик и Октябрьской Революции, являются доказательствами распространения ледниковых покровов в позднем плейстоцене на всю современную площадь о. Комсомолец и локализации оледенения в центральных частях островов Большевик и Октябрьской Революции.

Таким образом, влияние ледников Северной Земли на формирование рельефа и отложений сводится к следующему:

- к отсутствию экзарационного воздействия современных ледников; к незначительному механическому воздействию позднеплейстоценовых и голоценовых ледников на возвышенных участках, но более интенсивному в понижениях рельефа, где наблюдаются наибольшие уклоны подстилающего рельефа;

- к переотложению подстилающего материала с формированием ледниковых форм, сложенных морскими и континентальными осадками;

- к интенсивному эрозионному расчленению рельефа талыми ледниковыми водами при деградации ледниковых покровов;

- к созданию похожих по внешнему виду форм рельефа как в современных условиях, так и во время прошлых оледенений.

Развитие ледниковых форм и отложений на архипелаге свидетельствует о том, что в конце позднего плейстоцена (сартанское время) и в голоцене границы ледниковых покровов не распространялись за пределы площади современных островов.

Литература 

1. Говоруха Л.С., Макеев В.М., Малаховский Д.Б. Современное и древнее оледенение Северной Земли. — В кн.: Оледенение равнинных и горных районов СССР в плейстоцене. Л.: ГО СССР, 1978, с. 35-42.

2. Загорская Н.Г. Северная Земля. — Тр. НИИГА, 1959, т. 91, с. 113-124.

3. Загорская Н.Г. Особенности зырянского оледенения на севере Сибири. — В кн.: Материалы Всес. совещания по изучению четвертичного периода. Т. I. М.: Изд-во АН СССР, 1961, с. 115-121.

4. Каталог ледников СССР. Т. 16. вып. 1, ч. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1980, с. 1-49.

5. Клиге Р.К. Уровни океана в геологическом прошлом. М.: Наука, 1980. 122 с.

6. Макеев В.М. История озер Северной Земли. — В кн.: История озер в СССР: Тез. докл. VI Всес. совещания. Таллинн. 1983, т. 1, с. 122-123.

7. Макеев В.М., Арсланов X.А., Гарутт В.Е. Возраст мамонтов Северной Земли и некоторые вопросы палеогеографии позднего плейстоцена // ДАН СССР, 1979, т. 245, № 2, с. 421-424.

8. Макеев В.М., Малаховский Д.В. Краевые образования современного и древнего оледенения Северной Земли. — В кн.: Краевые образования материковых оледенений. Киев: Наукова думка. 1978, с. 128-133.

9. Шумский П.А. Энергия оледенения и жизнь ледников. М.: Географгиз, 1947. 60 с.