| ||
| ||
Значение четвертичных ледников в геологических процессах крайне гипертрофировано. И.Г.Пидопличко
Глава 1. ГЛЯЦИОЛОГИЧЕСКИЕ процессы И ЯВЛЕНИЯ
Кратко рассматриваются некоторые слабоизученные, но важные для четвертичного периода гляциологические явления.
Динамика и геологическая деятельность ледников «Роль донной морены ничтожна и говорить о леднике, как о факторе, эффективно эродирующем, нет основания» М.И. Иверонова
Согласно ледниковой теории, в четвертичном периоде ледники снесли с поверхности Фенноскандии толщи коренных пород мощностью несколько сотен метров, переместили валуны на тысячи километров, выпахали озера и даже моря. Яркие следы экзарационной деятельности ледника приводятся для территории Балтийского и Канадского щитов: полировка и штриховка скал, бараньи лбы и курчавые скалы, шхеры, фиорды, озерные котловины. Представления о ледниковом разносе валунов положены в основу валунных поисков, накоплений мощных толщ морены. Поэтому рассмотрение вопросов динамики и геологической деятельности современных ледников важно для понимания критериев, лежащих в основе ледникового учения.
Динамика ледников Движение ледников обусловлено несколькими механизмами деформации льда, которые в основном зависят от наклона ложа и формы поверхности ледников. В ледниковых щитах, лежащих на плоском основании, движение льда определяется наклоном поверхности ледника. Здесь действует гравитационная нагрузка льда, а касательные напряжения близ ложа близки к нулю или незначительны. В таких ледниковых куполах происходит медленное растекание льда по закону течения вязкопластичных тел. В горно-долинных ледниках, где ледяные массы движутся по наклонному ложу, наряду с гравитационным давлением, у ложа возникают заметные касательные напряжения. Совокупность этих напряжений, а также особенности температурного режима льда и вызывают движение глетчеров. Лед способен деформироваться даже при приложении очень малой нагрузки, если она действует длительное время. Это приводит к тому, что природные массы льда по своей структуре представляют пакеты тонких и тончайших элементарных пластинок, которые под воздействием даже небольших напряжений перемещаются относительно друг друга. При касательных напряжениях порядка 0,1 МПа во льду образуются более крупные сколы и происходит скольжение пластин льда вдоль плоскостей сколов. При сочетании подобных касательных напряжений с большими вертикальными нагрузками и температурами льда, близкими к нулю, на плоскостях скольжения происходит плавление льда, что способствует скольжению как элементарных пластинок, так и пластов льда по внутриледниковым сколам (Шумский, 1969). Вязкопластичное движение ледниковых масс, смещения по внутриледниковым сколам, будь то элементарные ледяные пластинки или пакеты пластинок, не обеспечивают выпахивания ложа и перемещения валунов в донных частях ледников. Поэтому установленные гляциологами закономерности движения ледяных масс вызвали неприятие у сторонников ледникового учения, так как "движение льда по плоскостям внутриледниковых сколов, иными словами скольжение льда по льду ничего объяснить не могут". Это так, но таково движение ледниковых масс, такова динамика покровных ледников и с этим надо считаться, во всяком случае, надо задуматься: а могут ли покровные льды выпахивать свое ложе? Для понимания особенностей динамики масс льда важными являются результаты изучения движения льда в разрезе ледников. Наблюдения за искривлением ствола скважин в долинных ледниках и расчетные данные выявили следующую особенность: нижние слои льда в 2-10 раз движутся медленнее, чем вышележащие ледяные толщи. Такое движение льда присуще горно-долинным ледникам, несмотря на то, что последние имеют значительный уклон ложа (Бадд, 1975; Патерсон, 1972; Шумский, 1969). В покровных ледниках скорость придонных слоев льда снижается до нуля и лед бронирует породы. Эти тезисы вполне согласуются с выводом крупнейшего отечественного гляциолога П.А. Шумского, который в 1978 году писал: "Если исключить геологические масштабы, дно ледника можно считать неподвижным". А теперь рассмотрим динамику и геологическую деятельность могучих покровных льдов Гренландии и Антарктиды, ледниковых шапок арктических островов. Сквозное разбуривание ледниковых покровов Антарктиды, Гренландии, арктических островов с полным отбором ледяного керна, а также изучение ледников в естественных разрезах показало, что ледниковые покровы в своей придонной части (а равно в других частях льдов) не содержат обломочного материала валунной размерности. Во льдах отмечаются лишь редкие включения пылевидного и мелкозернистого вещества, значительная часть которого относится к вулканическому пеплу. Нижние придонные части покровных льдов не участвуют в общем движении ледников, они лежат мертвым грузом на ложе ледника, консервируя доледниковую поверхность. В качестве неопровержимых доказательств существования огромных четвертичных ледниковых покровов в Северном полушарии в пример ставится само наличие мощного покровного оледенения в Антарктиде и в Гренландии, а также ледниковых куполов на арктических островах. Дополнительно к этому аргументу выработаны многочисленные критерии былых покровных оледенений в Европе, Северной Америке, Северной Азии. В первую очередь, к ним относятся якобы выпаханные и вырезанные ледником в кристаллических породах фиорды, шхеры, озерные котловины, бараньи лбы, полированные скалы, штрихи и борозды на них. Считается установленным, что ледники разносили на тысячи километров глыбы и валуны кристаллических пород, дислоцировали породы платформенного чехла вплоть до фундамента, переместили на многие сотни километров огромные отторженцы, площадью иногда в десятки квадратных километров и объемом во многие миллионы кубических метров. Самое широкое распространение получили утверждения об огромной выпахивающей и срезающей деятельности покровных ледников, действующих наподобие планетарного бульдозера. Внедрение компьютерных технологий позволило зримо, в жуткой динамике, наблюдать мощное скоростное движение покровного ледника, вгрызающегося в коренные породы, сметающего все на своем пути и разбрасывающего во все стороны громадные валуны. Всякие сомнения в неотвратимом грандиозном воздействии ледниковых покровов на сушу и морское дно объявляются недопустимыми. В ход идет неопровержимый постулат: «Как так можно сомневаться в оледенении огромных территорий в четвертичное время, когда вот они материковые льды Антарктиды, Гренландии!». Но нужны не постулаты и громкие декларации, нужны надежные сведения по закономерностям движения и геологической деятельности покровных ледников. И такие ценнейшие материалы были получены благодаря многолетним работам специалистов разных стран — гляциологов, геологов, буровиков, геофизиков — в Гренландии, Антарктиде, на ледниках арктических островов. В результате произошло неожиданное — из оплота и бастиона ледниковой теории современные ледниковые покровы стали фактором развенчания ледникового учения. Покровные материковые льды — это льды растекания, они движутся посредством вязко-пластичного течения льда и скольжения элементарных пластинок льда по внутриледниковым сколам. Скорость движения значимо меняется по разрезу ледниковой толщи. Активней всего перемещается верхняя половина и средняя толща льда, тогда как скорость движения придонных слоев льда снижается почти до нуля, а самые базальные слои льда — на границе с подстилающими породами, обездвижены и не участвуют в общем движении льдов и фактически консервируют доледниковую поверхность. Однако сторонники ледникового учения не считают нужным учитывать данные гляциологии (иначе от ледниковой теории мало что остается). Вот что пишет видный современный исследователь ледников Антарктиды и ледников Арктики Д.Ю. Большиянов (2000) в «Проблемах Арктики и Антарктики»: «Для современного этапа развития ледниковой теории характерно полное игнорирование тех закономерностей движения ледников, которые исследуются такой наукой, как физика ледников». Имеющиеся многочисленные данные «достаточного определенно свидетельствуют о том, что холодные арктические ледники покровного типа не способны производить активную механическую работу по преобразованию ледникового ложа» (с.85). Второе дыхание в решении проблем четвертичного периода открывается в результате сквозного разбуривания покровных льдов с полным отбором ледяного керна. Особенно уникальными являются скважины, разбурившие мощнейшие покровные льды Гренландии и Антарктиды до коренного основания. Ценнейшие данные бурения опровергли хрестоматийные представления о существовании в донной части материковых льдов мощной толщи мореносодержашего льда (придонной морены), густоначиненного огромными глыбами и валунами. Во всех учебниках по общей и четвертичной геологии, по геоморфологии, в справочниках и научно-популярной литературе приводятся схемы строения материковых льдов с мощной толщей мореносодержащего льда, с огромными глыбами и валунами кристаллических пород, включенными в нижнюю часть ледника. Весьма наглядно это, например, иллюстрируется на схеме в учебнике профессора МГУ Н.В. Короновского (2006) «Общая геология», где мореносодержащая толща покровного ледника, состоящая почти нацело из крупноглыбового материала, занимает почти 1/3 мощности всего ледника (рис.2). В ледниковой схеме академика В.М. Котлякова (1986) придонная морена достигает почти сотни метров мощности и содержит большое количество валунов (рис.1). Если взять за основу схему Н.В. Короновского, то ледник при его растаивании даст толщу донной морены с преобладанием глыб порядка 300 м (!), а в схеме В.М. Котлякова несколько меньше. Итак, мы обращаемся к материалам сквозного разбуривания льдов, к данным детального изучения ледяного керна. Главный и неожиданный результат этого разбуривания — отсутствие по всему разрезу ледниковой толщи моренных включений. Не обнаружено моренных включений даже в придонных частях этих мощнейших льдов. Еще раз повторюсь: в учебниках, словарях и популярных изданиях именно придонные части ледников изображаются в виде беспрерывной и мощной — во многие сотни метров, мореносодержащей толщи ледника с огромными - до нескольких десятков метров в поперечнике, глыбами и валунами коренных пород. Но буровые данные ясно показывают, что в придонных частях ледников моренные включения отсутствуют, если за них не считать отдельные песчаные зерна, пылевидные частицы или агрегаты частиц вулканического пепла. В керне придонных частей льдов минеральные включения можно выявлять при помощи микроскопа, так как невооруженным глазом их не всегда удается обнаружить. Ну, а где глы6ы и валуны, которые обязаны составлять главную часть морены и которые являются главным «ледниковым» признаком морены — ведь именно из-за наличия валунов на европейских и других равнинах, обширные территории стали покрывать материковыми льдами. Я снова и снова повторяю этот вопрос, но ответа нет — в мореносодержащем льду покровных ледников даже единичных валунов и глыб не обнаружено (рис. 3, 4). Кратко ознакомимся с фактическим материком по сквозному разбуриванию ледников арктических островов, затем Гренландии и Антарктиды.
Покровные льды арктических островов Гляциологические исследования Д. Ю. Большиянова и В. М. Макеева (1995), В. С. Загороднова и И. А. Зотикова (1981), С. А. Архипова и Т. А. Востоковой (1990), Р. Корнера и Д. Фишера (1979) на ледниковых шапках арктических островов дали следующие результаты. Архипелаг Северная Земля. Разбурены до коренного основания покровные ледники купольного типа - ледник Вавилова на о. Октябрьской революции и ледник Академии Наук на о. Комсомолец. На леднике Вавилова пройдено 7 скважин глубиной 459-557 м. Наиболее информативны две скважины - глубиной 459,3м и глубиной 557м. По всему разрезу этих и других скважин лед чистый, но близ забоя — в придонных частях ледников - отмечены минеральные включения размером порядка микрона и отдельные зерна до 3х мм, а также скопления песчано - глинистого вещества в виде мелких сгустков. Мощность льдов, вмещающих разрозненные минеральные включения, до 2.5м. На леднике Вавилова придонные слои льда обездвижены, приморожены к ложу, а сдвиговые деформации наблюдались на глубине 457,93 - 458,3м. На леднике Академии Наук пробурена одна скважина, достигшая коренного дожа на глубине 761м. В придонной части ледника содержатся минеральные включения песчано-глинистой размерности и низкой (разреженной) концентрации. Придонные слои льда не участвуют в общем движении ледника. Архипелаг Шпицберген. Ледники Шпицбергена подразделяются на два типа. В Западном Шпицбергене преобладают горно-долинные ледники. Они несут на своей поверхности глыбы и валуны, обрушившиеся с горных склонов. На Восточном Шпицбергене развито оледенение покровного типа и поверхностная морена, естественно, не имеет места. Покровные ледники насквозь пробурены несколькими скважинами. Ледниковое плато Амундсена. Скважина глубиной 586,7м достигла коренного основания, близ которого лед состоит из чередования слоев прозрачного и непрозрачного льда. В непрозрачных слоях зафиксированы минеральные включения микронной размерности. Эти микровключения наиболее заметны на глубине 511.6 и 566,7 м. По данным лабораторных анализов минеральные микровключения представлены чешуйками слюды, микрочастицами кварца, вулканическим пеплом и шлаком, спорами и пыльцой. Плато Ломоносова. Хотя плато Ломоносова расположено в Западном Шпицбергене, его оледенение относится к покровному типу. Скважина, пробурившая ледник Фритьоф, достигла ложа на глубине 220м. В керне нижних слоев льда отмечены пылевидные включения микронной размерности, а забой скважин пришелся на коренные породы. В скважине, пробурившей ледник Гренфьорд и достигшей коренного ложа на глубине 211м во льду, также отмечаются минеральные включения микронной размерности. Ледниковый купол о. Девон (Канадская Арктика). Две скважины глубиной 298,9 и 299,4м насквозь пробурили этот ледник. На высоте от 2,6 до 4 м от ложа во льду зафиксирована концентрация микрочастиц. Затем на высоте 1,2 м и до забоя скважины снова установлена концентрация микрочастиц. Сведений о минеральном составе и процентном содержании микрочастиц во льду авторы статьи не приводят.
Гренландия. Гренландский ледниковый покров самый мощный в Северном полушарии, наибольшая толщина льда составляет 3416м (рис. 4). Его размеры сопоставимы с гипотетическим Скандинавским ледниковым покровом. В разных частях Гренландского покрова льды были пробурены насквозь пятью глубокими скважинами с полным отбором ледяного керна. Северо-западная часть ледяного покрова. На ст. Кэмп-Сенчюри ледниковый покров был насквозь пробурен американскими буровиками в 1968 году. Скважина достигла коренного ложа на глубине 1391м. По всему разрезу лед чистый, но в основании ледника вскрыта толща льда мощностью 15,7м, содержащая пылевидные, мелкоземистые вещества. Этот пласт льда представляет собой частое переслаивание тонких слоев чистого и обогащенного мелкоземом загрязненного льда. Размеры частиц моренного материала в этом мореносодержащем льду (так именуют его авторы) варьируют от менее 2х микронов до сгустков этих частиц размером до 3 см (Неrrоn, Langway, 1979). По весу средняя концентрация моренного материала равна 0,24%, а по объему 0.10 - 0,12%. Каких-либо обломков валунной размерности в этом мореносодержащем льду (или придонной морене, по терминологии В.М.Котлякова) не имеется. В другой статье этих авторов (Langway, Herron, 1977), этот же керновый разрез описывается как и 17 - метровая толща мореносодержащего льда с высоким содержанием (0.24% по весу) моренного материала, с незначительным увеличением размеров частиц к верхним частям толщи. Авторы снова пишут о микронных размерах частиц. Но видимо крайне необходимо найти в разрезе покровного ледника придонную морену, поэтому в неё с готовностью записывают микрочастицы и сгустки микрочастиц. При таянии такой придонной морены образуется тонкий чехол пылевидно - глинистого вещества толщиной порядка 1,5-2см. Вот и вся морена. Южная часть ледникового покрова. В 1981 году закончены буровые работы на ст. Дай-3 (американско - европейская программа). По данным бурения толщина льда на станции 2037м. Ледяной керн на разной глубине - 500м, 901м и 2030-2035м содержит минеральные включения, представленные вулканическим пеплом разной концентрации от слабой до заметной и сильной. Возраст льда у ложа оценивается в 125-150 тыс. лет (Marshall, Kuivinen, 1981).
Центральная
часть ледникового покрова.
В центре Гренландии ледниковый покров пробурен двумя скважинами — скв.
GRIР-1
(европейский проект) и скв.
GISР-2
(проект США). Первая скважина достигла подледных коренных пород на
глубине 3029м в 1992г. Скважина
GISР-2
расположена в Северная часть Гренландского ледника. Это важный гляциологический подрайон охарактеризован скважиной, пробуренной по Северо-Гренландскому ледниковому проекту. Скважина расположена в центре Северной Гренландии на высоте 2921м над уровнем моря. Бурение началось в 1996г., окончено в 2004г. В итоге был пробурен ледниковый покров толщиной 3091м. Описание буровых работ приводится по П.Г. Талалаю (2005). В 2003г. на глубине 3085м в скважину хлынула подледниковая пресная вода бурого цвета, она поднялась вверх на 43м. После некоторого перерыва в 2004г. буровой снаряд достиг коренного ложа на глубине 3091м и частично разбурил подстилающие коренные породы — красноцветные песчаники. Судя по описанию керна, ледяная толща по всему разрезу представлена льдом, не содержащим заметных минеральных частиц. Лед, вскрытый в придонной части ледника, имеет необычный бурый цвет (такой же, как и вода, впоследствии замерзшая). Но здесь буровиков и гляциологов ждала сенсация: в керне озерного льда был обнаружен маленький кусочек древесины реликтового происхождения. По-видимому, при бурении вода древнего озера была взбаламучена и самая легкая донная фракция — кусочек древесины, вмерз во вновь образовавшийся озерный лед. Ледяной туннель Туто. В северо-западной части Гренландии по контакту покровного ледника и коренного ложа был пройден специальный ледяной туннель Туто. Во льду были выявлены минеральные частицы, и лед был назван мореносодержащим (Whalley, 1982). О количестве минеральных включений не сообщается, но указывается, что эти включения имеют микронную размерность, и что они впитывались в донную часть ледника путем процессов примерзания - прилипания. Исследования при помощи электронного микроскопа показали, что выявленные мельчайшие зерна и чешуйки минералов относятся к кварцу, полевым шпатам, и они не несут никакой обработки - все зерна выветрелые. Итак, все 5 скважин, насквозь пробурившие Гренландский ледниковый покров, и ледниковый туннель Туто предоставляют уникальные материалы по так называемой придонной морене, по мореносодержащему льду. Покровные льды и даже выводные ледники (что будет показано ниже) не содержат в себе ни глыб, ни валунов, а лишь пылевидные, мелкоземистые включения. Такова будет и настоящая донная (основная) морена — это будет тонкий плащ глинисто-супесчаного вещества, пылевидного в сухом состоянии.
Мореносодержащий лед в разрезах (обрывах) покровного ледника Гренландии Первыми исследователями, приведшими сведения о включениях минеральных веществ в ледниках Гренландии были Л. Кох, А. Вегенер и Э. Дригальский. Это были так называемые голубые полосчатые льды, содержащие включения пылевидно-мелкоземистого вещества. В книге Ю.А. Лаврушина (1976) приводится выразительная фотография толщи мореносодержащего льда во фронтальном обрыве выводного ледника Фредериксхоб-Инсблинк (юго-запад Гренландии). Помимо помещения ее в текст, эта же фотография в увеличенном виде вынесена на обложку книги, а затем с перерывом в четверть века, включается в статью этого автора и О.Г. Эпштейна (2000). Надпись к фотографии в книге гласит: «Толща мореносодержащего льда в основании ледниковой лопасти Фредериксхоб-Инсблинк». В статье надпись к этой фотографии несколько уточняется: «Мощная (около 30м) пачка мореносодержащего льда в основании ледника Фредериксхоб - Инсблинк». На фотографии видна мощная толща льда полосчатой текстуры, которая, видимо, и подчеркивается прослоями льда, содержащими минеральные вещества, и прослоями чистого льда. Что это за минеральное вещество, какие минералы его составляют, какой весовой объем или процент этого минерального вещества содержится во льду и, наконец, какой механический (гранулометрический) состав этого вещества? Эти вопросы возникают неизбежно у исследователя, желающего детально ознакомиться со столь уникальным разрезом ледниковой толщи. Но из книги Ю.А.Лаврушина ничего этого не узнаешь. В статье все же появляются некоторые сведения об этом разрезе. Авторы пишут, что лед в нем представлен чередованием слоев чистого и грязного льда, «грязь» которого именуется то моренной примесью, то минеральными частицами, то минеральным веществом. Но снова нет никаких аналитических данных по гранулометрическому составу «моренной примеси», нет ее минерального состава, нет и процентного содержания в теле ледника. А ведь все необходимые пробы на минералогические, гранулометрические анализы, на объемное содержание моренного вещества можно было легко отобрать на месте в обнажениях льда. Знай отбивай киркой куски льда, благо он местами отслаивается пластами. Легче всего было получить результаты по весовому содержанию минерального вещества, достаточно растопить в лабораторной посудной емкости куски льда и определить вес и объем моренного остатка. Можно было отобрать пробы из разных слоев льда. Но никаких данных на этот счет в статье, равно как и в книге, не приводится. То ли кто-то наложил табу на отбор проб или может все засекретили? Авторы статьи к тому же создают дополнительные трудности: ими перепутаны фотографии и ссылка на рис.3 (ледник Фредериксхоб-Инсблинк) почему-то отнесена к Восточно-Антарктическому щиту. Запутывают дело и постоянные ссылки на горные ледники Аляски и Шпицбергена, якобы призванные прояснить вопрос с минеральным веществом в леднике Фредериксхоб-Инсблинк. Но в горных и горно-долинных ледниках совсем другой тип накопления разнообразного материала — там на поверхность ледников в изобилии поступают глыбы и валуны за счет обрушения горных склонов, камнепадов, солифлюкционных процессов на более пологих склонах. Этот крупный материал затем переходит во внутреннюю морену, а затем под действием силы тяжести и других процессов — в донную морену. И только зарубежные источники проясняют картину, скрытую густым туманом: мореносодержащий лед выводного ледника Фредериксхоб-Инсблинк действительно состоит из прослоев чистого и «грязного» льда. Но при этом «грязь» представлена мелкоземистым и пылевидным веществом, содержание которого по разрезу мореносодержащего льда в среднем составляет всего-навсего сотые доли процента (Herron, Langway, 1979). Никаких валунов, или хотя бы щебня, в этом мощном, выводном леднике не установлено. Теперь геологам и гляциологам надо привыкать к тому, что действительная, настоящая морена покровных ледников – это безвалунные мелкоземистые, пылевидные осадки. Рассматриваемый разрез мореносодержащего льда является опорным для Гренландского ледникового щита. В капитальной монографии Л.Д. Долгушина и Г.Б. Осиповой «Ледники» (1989) указывается: «Крупнейший выводной ледник Юго-Западной Гренландии – ледник Фредериксхоб-Инсблинк широкой лопастью около 25 км в поперечнике выползает на берег». От моря он отделен флювиогляциальной и морской равниной. Это опорная ледниковая структура, порожденная великим Гренландским ледниковым покровом и одновременно это опорный разрез мощной ледниковой лопасти. В связи с колебаниями ледников в четвертичное время эта динамичная лопасть то энергично наступала на приморскую равнину, то отступала. В соответствии с установками и канонами ледниковой теории этот мощный ледяной поток должен был все сокрушить на своем широком фронте. Он должен действовать как гигантский бульдозер, интенсивно выпахивать свое ложе, отторгать, дробить и дислоцировать горные породы, сооружать напорные моренные гряды, отражающие конфигурацию ледниковой лопасти. Но ничего подобного не наблюдается. Ледниковая лопасть течет по несколько покатому ложу, она вовсе не вгрызается в подстилающие породы, не дробит их на валуны, не создает широких трогов или узких глубоких фьордов, не формирует она и конечных морен. Нет никаких следов выпахивания и отторжения и в пределах морской равнины. Следует еще раз подчеркнуть, что ни глыб, ни валунов не имеется, ни в «грязных», ни в чистых льдах. При таянии этой лопасти может образоваться маломощный чехол супесчано–глинистого состава, но из-за отсутствия минералогических анализов нельзя сказать о происхождении частиц, загрязняющих ледниковую лопасть – то ли это мелкоземистый терригенный материал, впитанный ледником, то ли вулканический пепел, благо Исландия с ее пепловыми вулканами лежит недалеко от Гренландии. Ледниковая лопасть проясняет и другой вопрос. Путь ледника проходит то по скалистому ложу (и там лед чистый без всяких примесей), то он движется по морским глинам с обильными морскими раковинами. Часть раковин вморожена в подошву ледника, но как, ни странно, хрупкие раковины при этом, согласно Ю.А. Лаврушину (1976), нередко имеют «прекрасную сохранность». Стало быть, пора отказываться от представлений о действии ледников наподобие жерновов, дробящих и переламывающих даже валуны.
Исландия Основная часть исландских ледников относится к покровному типу. На поверхность во время извержений местных вулканов выпадает много вулканического пепла, вулканического песка и шлака. Этот материал в дальнейшем распределяется в толще льда, проникая до самого основания. В согласии с ледниковой теорией, включенная в лед пирокластика именуется мореной, видимо действует принцип - коль скоро пирокластический материал находится в теле ледника, он автоматически становится ледниковым. Второй особенностью исландских купольных ледников является продуцирование ими выводных ледников. Обилие снежных осадков, в свою очередь, приводит к энергичному продвижению этих ледниковых лопастей. Многие ледниковые лопасти в IX и XVII – XIX веках быстро наступали, причем нередко на поля, пастбища викингов – исландцев. В первой половине ХХ века ледники отступили, освободив ранее окультуренные земли. Выяснилось, что ледниковые лопасти превратили легкие фермерские постройки в развалины, но поля и пастбища были почти не тронуты и лишь местами засыпаны песчано – глинистыми наносом пирокластического происхождения.
Антарктида Площадь ледникового покрова Антарктиды 13 млн. 650 тыс. км2 QUOTE , наибольшая толщина 4700м (Л.Д. Долгушин, Г.Б. Осипова, 1989), (рис.3) В Антарктическом ледниковом покрове в разных его районах пробурено 6 глубоких скважин, достигших коренного ложа. Кроме того, насквозь разбурены шельфовые ледники Росса, Ронне-Фильхнера, Эймери, Лазарева, Шеклтона. Станция Бэрд (США). Расположена в Западной Антарктиде. В 1968 г. здесь было окончено бурение скважины, пробурившей ледниковый покров и достигшей коренного ложа на глубине 2164 м. Изучение ледяного керна показало, что в приподошвенной части ледника имеется толща мореносодержащего льда (придонная морена В.М. Котлякова) мощностью 4.83м. Толща представлена чередованием чистого льда и льда, содержащего минеральные включения песчано- глинистой размерности. Процентное содержание этих включений авторами статьи не приводятся, но какие – либо валуны или глыбы в этой придонной морене отсутствуют. Что касается мелкозема, то предполагается, что он попадал в лед в процессе примерзания - налипания отложений ложа на нижнюю часть ледника (Gow, Epstein, Sheehy, 1979). Cтанция Восток (Россия), центральная часть Восточной Антарктиды. Бурение скважины 5Г – 1 началось в 1990 г., на февраль 2011 г. лед пробурен до глубины 3720.4 м. Скважина вошла в озерный лед весьма крупного подледникового озера Восток и уже большая часть этого льда пробурена. По сообщениям СМИ в начале февраля 2012 г. скважина пробурила весь озерный лед и вошла в воду озера Восток. Общая толщина пробуренного льда составляет 3769,3 м. Озеро Восток по площади больше Онежского озера и гораздо глубже его – глубина озера (т.е. толщина озерной воды) по геофизическим данным составляет 700 м., а на отдельных участках озера до 1200 м (Масолов и др., 2001). Ледниковый лед, пробуренный скважиной 5Г-1, содержит минеральные и органические включения на глубинах 3538 м, 3608 м и 3611 м (Липенков и др., 2000). В статье В.М. Котлякова (2004) эти моренные включения ( так они именуются в публикации) представлены вулканическим пеплом, микрочастицами метеоритов ( космическая пыль), а так же спорами и пыльцой растений. Процентное содержание этих пылевидных частиц не приводится, валунов или хотя бы щебня, по всему разрезу ледяной толщи не отмечено. Станция Конен (Германия). Находится на Земле Королевы Мод, толщина льда по данным бурения составляет 2774 м. На этой глубине в 2006 г. в скважине появилась вода, поднявшаяся на высоту 80 км. По имеющимся данным, в придонных частях ледника включений какого-либо минерального вещества нет (Большиянов, 2006). Возраст льда на забое скважины составляет 900 тыс. лет (Талалай, 2007). Станция Купол F (Япония). Расположена в глубине Восточной Антарктиды (со стороны Индийского океана) на так называемом ледниковом куполе F. Скважина бурилась в 2003-2007 гг. и достигла ледникового ложа на глубине 3044 м. Пылевидные включения отмечены близ забоя скважины, а возраст льда близ коренного ложа оценивается в 1 млн. лет (Талалай, 2007). Это значит, что он мертвым грузом без движения пролежал на месте весь четвертичный период. Также весь четвертичный период – 900 тыс. лет, придонные льды пролежали на месте на станции Конен, полностью консервируя доледниковую поверхность. Станция купол С (Европейская программа). Расположена в глубине Восточной Антарктиды (со стороны Тихого океана) на ледниковом куполе С. Пройдя мощную толщу льда, скважина (она бурилась в 2000-2005 гг.) достигла коренного ложа на глубине 3270 м. Минеральных включений по разрезу льда не отмечено, заметных минеральных или других включений не имеется и в придонных частях льда. Возраст льда на забое скважины у ледникового ложа оценивается в 800 тыс. лет (Талалай, 2007). Станция Лоу (Австралия). Расположена близ побережья в Восточной Антарктиде. Скважина достигла коренного ложа на глубине 1196 м в 1993 г. Каких – либо моренных включений по разрезу льда не имеется, если за них не считать пылевидные включения (Талалай, 2011). Факты полного отсутствия в мореносодержащем льду Антарктиды глыб и валунов (вместо них отмечаются редкие включения пылевидного вещества) некоторые ученые объясняют ледниковым перемалыванием в муку крупнообломочного материала. Что тут скажешь? Во-первых, «ледниковая мука» содержится во льду в мизерных количествах, а во - вторых, основная масса этой «муки» представлена вулканическим пеплом, а какая-то часть микроскопическим терригенным и космическим веществом. Может и метеориты ледник перемалывал в муку? Но такая ледниковая теория опровергается присутствием в мореносодержащем льду нежнейших спор растений, сохранившихся в первозданном виде. Или здесь проявляется избирательная ледниковая перемалывающая работа? На совещании по четвертичному периоду в ходе дискуссии по моему докладу (Чувардинский, 2011) некоторые ученые стали утверждать, что при разбуривании ледников скважины «обходили», «огибали» глыбы и валуны, поэтому крупные обломки и не фиксируются. Получается, что при необходимости буровой снаряд может извиваться, как змеюка под вилами! Но надолго ли продлит господство ледниковой теории такое рептилевидное бурение?
Шельфовые ледники. Шельфовые ледники Антарктиды питаются за счет стока материкового ледника — прежде всего его выводных ледников, а также за счет выпадения снега на свою поверхность. По данным сквозного разбуривания до морской воды, и геофизическим данным толщина шельфовых льдов в среднем 400 м. Поскольку шельфовые ледники основной приток льда получают за счет выводных ледников, можно было бы в них ожидать мореносодержащую толщу. Но разбуривание ледников Ронне-Фильхнера (толщина 465м) и Росса (толщина 416м) показало отсутствие каких-либо минеральных включений или примеси мелкозема (не говоря уже об обломках валунной размерности) по всей их толще (Зотиков, Гау, Джекобс, 1985). Особо важное палеографическое значение имеет шельфовый ледник Эймери, питающийся за счет мощного притока льда грандиозного выводного ледника Ламберта. По представлениям сторонников ледникового учения, этот ледник выпахал и продолжает энергично выпахивать грабен ледника Ламберта (крупнейшую рифтовую структуру Антарктиды). Но сквозное разбуривание ледника Эймери (толщина льда от 252м до 450 м) и подводные исследования его днища показали отсутствие в них даже мелкоземистых включений. Тем самым отпадает вопрос о выпахивании ледником Ламберта рифтовой структуры в коренных породах. Эта структура — тектоническая. Шельфовый ледник Лазарева пробурен насквозь двумя скважинами. Одна вскрыла 374 метровую толщу льда, лежащую на грунте, а вторая пробурила лед до морской воды (толщина льда здесь 356м). Никаких моренных и даже единичных минеральных включений в шельфовом леднике Лазарева не отмечено, также их не выявлено и в леднике Шеклтона (Большиянов, 2006). Но почему-то, сторонники ледниковой теории в обязательном порядке изображают мощную придонную морену и в шельфовых ледниках (Котляков, 1986, рис. 1).
Мореносодержащие льды в естественных разрезах в Антарктиде В Антарктиде, особенно в ее западной части — на Земле Виктории, развиты горно-долинные ледники. Еще со времен исследований Р. Притсли (в составе последней экспедиции Р. Скотта) хорошо известно, что эти ледники на своей спине несут валунно-глыбовый материал, обрушившийся на поверхность ледников с крутых горных склонов. В данном разделе горно-долинные ледники не рассматриваются, вопрос будет касаться могучего Антарктического ледникового покрова, его естественных обнажений, вертикальных обрывов льда. Широкой известностью пользуется шельфовый ледник Росса - порождение покровного ледника. Он обрывается в море 50 - метровым обрывом под названием Ледяной барьер Росса и прослеживается на 900 км. Изучение этого обрыва многими исследователями не выявило в нем каких-либо моренных включений. В некоторых публикациях указывается, что включения пылеватого и мелкозернистого вещества во льдах Антарктиды имеются, но в крайне незначительных количествах. Так, в книге «Антарктический ледниковый покров» К.С. Лосев (1982), касаясь вопроса подледниковых озер писал: «Учитывая ничтожное количество нерастворимых включений во льду центральной части Антарктического ледникового покрова, можно полагать, что в подледном озере может отложиться только тонкий слой ила». И далее: «При столь ничтожном отложении наносов, даже сравнительно мелкий водоем не может заполниться отложениями за миллионы лет» (с.91). Мощнейший ледник за миллионы лет не может даже выпахать, размазать по ложу озерную воду, не то, чтобы отложить достаточно заметное количество илистых осадков! А четвертичные ледники (в трудах сторонников учения) за неизмеримо более короткое время преобразовали рельеф, выпахали и дислоцировали толщи пород, отторгли их, раздробили на глыбы и валуны коренные массивы гнейсов, гранитов, диабазов, отполировали и исштриховали скалы. Академик В.М. Котляков (1994) даже утверждает, что наибольшее ледниковое выпахивание имело место в центральных частях четвертичных ледниковых покровов. Как-то не понятно скромно и тихо ведут себя настоящие (а не виртуальные) мощнейшие материковые льды. Другие это были процессы, совсем не ледниковые, а, главным образом, разломно-тектонические. Тем не менее, важно подробнее рассмотреть и ледниковую деятельность в части осадкообразования и экзарации. Наиболее информативными в этом плане являются ледники в районе оазиса Бангера в Восточной Антарктиде. В этом районе по программе МГГ проводились специальные работы по выявлению мореносодержащих льдов, а так же по определению ледниковой экзарации. Работа обобщена в статьях и монографии С.А. Евтеева. По его данным, наиболее интересной по содержанию во льдах моренного вещества оказалось краевая часть ледникового покрова, лежащая на кристаллических породах у Холмов Бангера. Здесь мореносодержащий лед достигает 40м, еще более мощная мореносодержащая толща льда - 100м отмечена в месте слияния выводных ледников Скотта и Денмана (Евтеев, 1959, 1964). В обнажениях льда у Холмов Бангера на разной глубине мореносодержащего льда было взято 8 проб и определено весовое содержание моренного материала во льду. Оно оказалось равным 0,11% в верхних частях уступа льда (на высоте 40м) и постепенно увеличивалось к основанию ледника и, наконец, достигло своего максимума на контакте льда и коренной породы - 11,84%. Среднее содержание моренного материала на всей мореносодержащий толще оказалось равным 1,87% (в книге Евтеев снизил его до 1,6%). В 100 - метровой толще мореносодержащего льда в месте слияния выводных ледников Денмана и Скота количество моренного вещества оказалось во много раз меньшим и данные лабораторного его изучения Евтеевым не приводится. Цифра 1,6% моренного материала в мореносодержащем льду была экстраполирована на всю Антарктиду и в результате этого была выведена формула, по которой покровный ледник ежегодно срезает с кристаллического основания этого материка 0,05мм. Был также сделан вывод о мощной экзарационной деятельности покровных льдов, о способности их выпахать за геологическую эру сотни метров кристаллических пород. Товарищи ученые! Пора бы определить, сколько в этих 1,6% вулканического пепла, а сколько терригенного мелкозема. Может оказаться, что ледник больше «выпахивал» небеса, чем горные породы. Правда, рассматриваемая цифра - ледниковый срез 0,05 мм в год - далась непросто. С.А.Евтеев в каждой своей новой публикации менял её, то снижая до 0.01 мм в год, то снова увеличивая в 5 раз до 0.05 мм в год, за что был даже подвергнут суровой критике. П.С. Воронов и М. Гросвальд (1966) в своей рецензии писали, что автор без должного и полного изложения расчетов на основании «одного и того же материала по - разному оценивает толщину ледникового сноса: в 1959 году он называл цифру 0.05 мм в год, в 1961 году — 0,01 мм в год, в 1964 году — снова 0,05 мм в год». Но все-таки удалось поставить Евтеева на правильную дорогу, больше цифра не менялась. За него это сделал академик В.М. Котляков. В книге «Мир снега и льда» (1994) он пишет: «Судя по отрывочным экспериментальным данным, ледники истирают слой твердых, крепких пород от 2 до 15 мм в год» (с. 190). Так стоило ли ломать копья по поводу ничтожных цифр 0,01-0,05 мм в год, когда директивное увеличение ледниковой экзарации в 300 раз — до 15 мм в год сразу позволяет запустить на небывалую мощь механизм бульдозерного ледникового выпахивания, срезания и дислоцирования горных пород. Эта цифра и вытекающие из нее геологические последствия были подхвачены сторонниками ледникового учения. И неважно, что эксперименты были сомнительны: в лабораторный лед вмораживалось большое количество твердых минералов разной размерности и запускался электромеханизм истирания мореносодержащим льдом каменной плиты. При этом лед стачивался многократно быстрее, чем плита. В природе такие эксперименты привели бы к стачиванию ледника, к протиранию его до дыр. Прежде чем неимоверно увеличивать ледниковую экзарацию, надо было бы ознакомиться с книгой академика Н.А. Шило (1981), в которой сказано: «Параметры льда, такие как модуль упругости, сопротивление сдвигу и т.д. не идут ни в какое сравнение с аналогичными характеристиками горных пород... Поэтому, говорить о механическом разрушении горных пород ледниковыми массами равносильно признанию за ними мифических свойств». А теперь посмотрим, что представляет собой мореносодержащая толща льда (придонная морена), которая определяется Евтеевым в 40 и даже 100 метров. Каково литологическое строение этой придонной морены, какой её механический и минералогический состав? Необычайно важен петрографический состав глыб и валунов и их количественное содержание. Что об этом сказано в статьях и монографии Евтеева, в других источниках? А ничего не сказано, кроме декларации о 40-100 метровых толщах мореносодержащего льда. Не приведено никаких данных по механическому составу «морены», нет минералогических анализов, нет литологического описании мореносодержащих толщ. А ведь работы выполнялись по программе МГГ! Но мы даже не знаем сколько в «моренном» веществе содержится вулканического пепла, а сколько терригенных примесей. И только к работе по петрографической характеристике глыб и валунов нет претензий: в мореносодержащем льду (придонной морене) они просто отсутствуют. Положение с мореносодержащей толщей льда района оазиса Бангера прояснилось только четыре десятилетия спустя, когда геолого-гляциологические исследования здесь провел Д.Ю.Большиянову (2006) (Арктический и Антарктический НИИ). Согласно его материалам и личным дополнительным сведениям, «мореносодержащая» толща представляет собой лед, содержащий частицы минерального вещества песчано-глинистой и пылевидной размерности. К тому же количество этого вещества во льдах района оазиса Бангера Евтеевым на порядок завышено. Согласно «Гляциологическому словарю» (1984), к моренно-ледниковым включениям в покровных ледниках ученые с готовностью относят особое пылеватое вещество – криоконит. На самом деле «криоконит» – это космическая пыль, выпадающая из космоса везде, но лучше всего заметная на покровных ледниках (Геологический словарь, 1973, 1978). Но как удавалось столь долго скрывать, что никакой валунно-глыбовой мореносодержащей толщи в нижней части покровных льдов и по всему их разрезу не существует? То пылеватое, мелкоземистое вещество, которое в ничтожном количестве заключено во льду, умело выдавали за придонную морену. И все свято верили! А как иначе? Раз уверенно - назидательно употребляют термины «мореносодержащая толща, придонная морена», то там, в обязательном порядке должны быть глыбы и валуны! Толща льда просто начинена валунами и глыбами и это наглядно показывалось на многочисленных схемах и разрезах. Как тут не вспомнить Г.Х. Андерсена, его сказку «Новый наряд короля» (1843г.). Там камергеры и прочие придворные чины умело скрывали отсутствие на теле короля каких-либо одеяний, на все лады, расхваливая новый наряд, невидимый для простолюдина. У нас же сторонники ледникового учения десятилетиями ревностно возносят осанну мореносодержащим толщам Антарктического и Гренландского ледниковых покровов, ледниковым куполам арктических островов. Это самый моренистый лёд, утверждают они, самый утюгообразно-валунный! Вот как продвинули невинный вулканический пепел, космическую пыль да редкое терригенное вещество! Могут сказать, что в этих строках просвечивает излишний полемический запал и что должны же иметь место разрезы покровных льдов с настоящим мореносодержащим льдом с глыбами и валунами, как на схемах - рис. 1,2. Спору нет, на этих схемах изображены мощнейшие глыбово-валунные мореносодержащие льды, но говоря словами акад. Н.А.Шило – это мифотворчество.
Нужна полевая документация, сопровождаемая
фотодокументацией. А что представляет собой «ледниково-валунная формация» на Русской равнине, которая связывается с Фенноскандинавским ледниковым покровом? Вполне точная ее литологическая характеристика приводится в коллективной работе И.И. Краснова и других авторов (1986): «Для ледниковой формации в целом характерно чешуеобразное залегание, наличие тесной связи с составом подстилающих пород, структур захвата, присутствие ледниковых отторженцев, широкое развитие локальных морен, содержащих в своем составе включения буквально всех горизонтов нижележащих дочетвертичных пород». Добавлю: включая глыбы и валуны пород кристаллического фундамента, поднятые в составе тектонической брекчии по глубинным разломам фундамента и чехла. Описанная Красновым с соавторами «ледниковая» формация, на самом деле является разломно-тектонической формацией и она образуется в шовных зонах динамически активных неотектонических разломов и в полосе их динамического влияния. Имеется и ряд других природных процессов, ведущих к формированию валунных отложений.
Моренный материал в горных ледниках Ледники горно-долинного типа на своей поверхности транспортируют большое количество обломочного материала. Этот материал поставляется с горных склонов, нависающих над ледником, в результате осыпей, обвалов, лавинной транспортировки и т.п. Определенное количество каменного материала попадает и на поверхность выводных ледников, если они стекают по фиордообразным долинам или на их пути имеются нунатаки. Рельефообразующая роль долинных глетчеров хорошо известна. Они формируют конечные, боковые и срединные моренные гряды, а также абляционные морены. На многих ледниках поверхностная морена постепенно погружается в лед, иногда достигая его дна, а частью сгружается в поперечные ледниковые трещины, переходя во внутреннюю и донную морену. Пробел в деле изучения переноса донно-каменного материала ледниками в значительной мере уменьшился благодаря детальным многолетним работам, проведенным Э. Эвенсоном и М. Клинчем (1987) на ледниках Аляски, одном из самых динамичных горно-ледниковых районов Земли. Исследования охватили одиннадцать ледников Аляски, но особенно детально велись на ледниках Макларен и Галкана. Для количественной оценки вклада различных механизмов переноса каменного материала ледниками проводилось: 1) детальное картирование боковых и конечно-моренных отложений; 2) изучение путей переноса материала к границам ледников; 3) генетический анализ надледниковых, внутриледниковых и подледниковых отложений. В результате Э. Эвенсон и М. Клинч (Evenson, Clinch, 1987) установили, что главным агентом в перемещении обломочного материала являются надледные поверхностные процессы. У исследованных ледников 90% материала, отложенного в краевых частях ледников, принесены водными потоками с вышерасположенных участков ледников и окружающих склонов. Надледниковые поверхностные и срединные морены поставляют около 10% обломочного материала, а количество материала, поступающего из нижних горизонтов льда — из придонной морены — пренебрежительно мало. Таким образом, даже в таких благоприятных для ледникового транспорта условиях, каковыми являются горно-долинные ледники с их крутыми уклонами ложа, перемещение ледником донно-моренного материала "пренебрежительно мало" и почти 100% обломочного материала перемещается иными процессами. И если значительная часть материала в горных ледниках перемещается в виде поверхностных и срединных морен, то на ледниковых щитах, перекрывающих равнинные страны, таковых отложений практически не имеется. В этом плане представляют интерес специальные расчеты влекущей силы ледников, выполненные Ш.А. Даниеляном (1971). Он пришел к следующим выводам: 1) влекущая сила ледников имеет отрицательные значения, и ледники фактически не могут перемещать валуны в придонной своей части; 2) влекущая сила ледников не возрастает, а убывает при увеличении мощности льда; 3) несмотря на то, что с увеличением уклонов возрастает и влекущая сила ледников, она все же оказывается недостаточной для перемещения донного валунного материала. Выводы Даниеляна не нашли понимания у сторонников оледенений. Но ранее к близкому заключению пришел американский гляциолог Д. Дайсон (Dyson, 1952), согласно наблюдениям которого активные горно-долинные ледники альпийскою типа Снерри и Гринелл (Скалистые горы, штат Монтана) неспособны перемещать даже небольшие валуны, лежащие на ледниковом ложе или наполовину выступающие из грунта. Не содержится валунного материала в придонных частях даже самых крупных горно-долинных ледников Скандинавии (рис.5).
О ледниковой эрозии Имеется немало прямых наблюдений, ставящих под сомнение идеи об огромной выпахивающей деятельности ледников. Еще в начале века Т.Чемберлин и Р.Солсбери указывали на крайнюю слабость ледниковой эрозии. Согласно их наблюдениям, при движении ледников по ровному месту под ними сохраняется даже почва с травянистой растительностью. Многолетние работы М.И. Ивероновой (1952) на Тянь-Шане показали, что даже в горах ледники при своем движении не только не нарушают рыхлые подстилающие осадки, но и сохраняют почвенно - растительный покров. Изучение К.К.Марковым (1946, 1986) памирских ледников привело его к выводам о слабости ледниковой эрозии и о малой вероятности образования ледниковым путем так называемой донной морены. На основании фактов несминания и неэродирования ледниками галечниковых и глинистых отложений. К.К.Марков пришел к выводу, который должен был учтен сторонниками оледенений: "Но если ледник не оставил следов эрозии в рыхлых отложениях, то тем понятнее это по отношению к породам скальным" (1986). Не производят экзарации ложа и ледники Скандинавского нагорья, о чем свидетельствует вытаивание из-под ледников полигональных грунтов, древних дельтовых песчаных отложений с сохранившимися знаками ряби (Whalley, 1981; Harris, 1984.) Известны факты вытаивания из-под ледников Альп хорошо сохранившихся сооружений римской эпохи, а из-под выводных ледников Гренландии – древних норманнских поселений (Шило, Данилов,1984; Чижов, 1976). Важные данные были получены при изучении ложа ледника Твин на Элсмире. Этот ледник в малый ледниковый период далеко продвинулся вниз по трогообразной долине. Ныне он отступил, обнажив долину. Наблюдения показали, что ледник не только не выпахивал «трог» (как этого требует теория), но и сохранил под собой тундровую растительность того времени и почвенный покров (Bergsma, Sloboda, Freedman, 1984). Поскольку почвенный покров не покрыт моренными образованиями, этот факт указывает, что ледник Твин не только предохранил долину и почвенный слой от эрозии, но и не перемещал морены. Изучение других современных ледников в канадской Арктике также показало крайне незначительное их воздействие на рельеф и подстилающие отложения. В связи с этим Дж. Ингланд (1986) пишет: «Возникают сомнения в реальных возможностях такого фундаментального процесса преобразования ландшафтов, каким считается ледниковая эрозия». Важные данные о сохранении доледниковых отложений, в том числе золотоносных, в трогах и цирках Центрального Тянь-Шаня приводит Ю.П. Селиверстов (1999). При этом он подчеркивает, что доледниковые отложения сохранились именно потому, что были перекрыты ледниками. Из этих фактов следует, что горно-долинные ледники предохраняют свое ложе от денудации (и приписываемой им экзарации), и что троги вовсе не выпаханы ледниками, а имеют эрозионно-тектоническое происхождение. Постулаты об огромной выпахивающей и бульдозерной деятельности ледника, о сносе им толщи кристаллических пород как-то меркнут перед следующими фактами. Д. Хук (Hooke, 1968) установил, что ледниковый покров Гренландии у своего края надвигается на навеянные снежники, но не выпахивает их, а перекрывает и движется поверх снежных наносов. Наблюдения в соседней Исландии показывают, что даже быстрые подвижки ледников (серджи), когда энергия продвижения ледников наибольшая, экзарации ложа тоже не вызывают. В.С. Корякин (1988) описывает сердж ледника Бруар (выводной ледник ледникового массива Ватнайекудль), который имел место зимой 1964 г. Быстро продвигающийся ледник всего лишь «сминал перед собой снеговой покров в складки высотой 2-3 м». Могут сказать, что снежный покров предохранил ложе ледника от экзарации, но можно указать и на то, сколь незначительная защита требуется для предохранения ложа от ледниковой экзарации. Возникает вопрос, почему вопреки прямым наблюдениям авторитетных исследователей, свидетельствующих о ничтожности ледниковой эрозии, геологи - четвертичники и палеогеографы придерживаются положения об огромной выпахивающей деятельности ледника? Прежде всего, потому, что без оной не будет и ледниковой теории, не будет требуемого теорией ледникового сноса толщи кристаллических пород с Балтийского и Канадского щитов, выпахивания фиордов, озерных котловин, перемещения валунов и отторженцев за тысячи километров. Ну никак не может устроить ученых доказанное положение, что покровные льды консервируют свое ложе. Дискуссия о масштабах ледниковой эрозии ведется уже 150 лет. Суть ее сформулировал известный французский географ Э.Мартонн (1945): «Весьма внимательные исследователи альпийских ледников отрицают эффективность ледниковой эрозии, тогда как другие чрезвычайно ее преувеличивают». «Весьма внимательные исследователи» являлись основателями альпийской школы гляциологов во главе с А. Геймом. Других ученых, стоящих на позициях огромного выпахивающего действия ледников, объединил Г.Гесс. А. Гейм, отрицавший сколько-нибудь значительную роль ледников в формировании трогов, озерных котловин и долин в Альпах, относил их к тектоническим формам рельефа. Вместе с тем он соглашался, что полированные скалы, вытаивающие из-под ледников, имеют ледниковое происхождение. В этом оказалась тупиковая суть проблемы: тектонические зеркала скольжения, штрихованное тектоническое ложе, которое использует для своего движения ледник и предохраняет от выветривания и эрозии, приняли за неоспоримо ледниковые признаки (происхождению штриховки и полировки скальных пород и других типов экзарационного рельефа посвящена отдельная глава книги). Решению вопросов, связанных с проблемой экзарации, могло бы в значительной мере помочь сравнение физико-механических свойств льда и горных пород, по которым двигался ледник. Для понимания процессов возможного выпахивания и выламывания ледником горных пород главное значение имеет такое свойство льда как его прочность на скалывание и сдвиг. Именно с напряжениями сдвига принято связывать способность льда выпахивать, скалывать, смещать породы. Сравнение этого показателя для льда и горных пород показывает, что сопротивление льда скалыванию и сдвигу в среднем в 10-20 раз ниже, чем горных пород (сопротивление льда сжатию и растяжению, соответственно, в 25-50 и 5-10 раз ниже, чем горных пород). Это означает, что ледниковые массы не в состоянии разрушать подстилающие коренные породы, выпахивать и истирать их. Кроме того, низкое сопротивление льда скалыванию само по себе не позволяет накапливаться в массе льдов значительным касательным напряжением, так как достижение предельных для льда напряжений и ведет к скалыванию самого льда. Отсюда столь характерное для ледников движение льда по плоскостям внутриледниковых сколов.
Разнос валунного материала припайными льдами В так называемых водных моренах присутствует значительное количество эрратического валунного материала, в том числе дальнего разноса (например, мелкие хибинские валуны перенесены к горлу Белого моря на расстояние 250 км). Имеется некоторое количество эрратического материала и в «донных моренах». В этом нет ничего необычного, если учесть, что низменные части Кольского полуострова покрывались водами морских четвертичных трансгрессий. Морские отложения, или фрагменты их, обнаружены на отметках до 150-170 м выше уровня, а на тектонических поднятых участках на отметках до 260-300 м (Лаврова, 1960, Чувардинский, 1982, 1985). Мощные толщи валунных суглинков известны на Севере Европейской России, в Западной Сибири, на дне арктических морей. Наряду с точкой зрения о ледниковом генезисе этих толщ, многие исследователи рассматривают их в качестве ледово-морских отложений. Валунный материал в эти отложения поставлялся припайными льдами и отчасти айсбергами. Морские трансгрессии привели не только к накоплению морских и ледово-морских осадков, но и к интенсивному перемыву континентальных отложений, к их переотложению и формированию перемытых "морен". Волновая абразия вызвала формирование больших полей валунов за счет вымыва мелкозема из верхних горизонтов валунно-глыбовых отложений. Такие образования, получившие название "абрадированная морена", широко развиты в Карелии и юго-западной части Кольского п-ова до отметок 120-140 м, что нашло отражение и на картах четвертичных отложений масштаба 1:1000000 и 1:2500000. изданных ПГО "Севзапгеология" в 1962 и в 1967 гг. Таким образом, изучение процессов разноса валунного материала припайными льдами имеет значение как для познания природы валуносодержащих отложений (ледово-морских по одной точке зрения и ледниковых по другой), так и для уточнения методики валунных поисков. Для того чтобы понять механизм и масштабы этих процессов, мною в течение ряда лет проводились исследования дрифтовых явлений в Кандалакшском заливе Белого моря (Чувардинский, 1966, 1985). Ниже приводятся основные сведения по этому вопросу.
Строение литорали и динамика припайных льдов Приливно-отливные колебания уровня моря (их высота в Кандалакшском заливе 2-3.5 м) обуславливают существование вдоль всего побережья Кандалакшского залива и вокруг островов зоны осушки, или литорали. Литораль имеет отчетливое зональное строение. Здесь выделяются следующие элементы (начиная с мористой части литорали): а) валунная гряда высотой до 2-2.5 м; б) плоскодонная западина, сложенная валунно-песчаными или валунно-супесчаными отложениями; в) прибрежная галечно-валунная полоса. Первые две зоны осушки полностью затопляются при приливах, тогда как прибрежная галечно-валунная полоса фиксирует наиболее высокий уровень приливных и сгонно-нагонных явлений. Ширина приливно-отливной зоны зависит от геоморфологии берегов и составляет от первых метров до 2 км. Припайные льды непрерывной полосой окаймляют побережье, острова и отмели. Глубина, на которой образуется припай — 1-5 м (считая от уровня прилива), но иногда, при подсовах льдов, она может составить 7-8 м (считая от уровня прилива). Припай образуется не только в пределах литорали, но захватывает и часть верхней сублиторали. Ширина припайной полосы, так же как и зоны осушки, от нескольких метров до 2 км. Приливно-отливные явления обуславливают зональное строение припая. В нем выделяются: подошва припая — полоса льда, занимающая зону осушки между валунной грядой и берегом, внешняя (мористая) часть припая, которая начинается от валунной гряды и захватывает часть сублиторали, прилежащую к этой гряде до глубин порядка 5 м. Вследствие напряжений во льдах, возникающих при приливах и отливах, припай разбит на блоки системой продольных и поперечных трещин. Размер блоков льда обычно 10x30 м, толщина льдин - 0.5-1 м.
Процессы захвата грубообломочного материала припайными льдами. Включение грубообломочного материала в припайные льды происходит в течение всего ледостава, но начинается с подошвы припая, охватывая затем и его мористую часть. Существуют три типа залегания валунного и другого материала в припайных льдах, обусловленные разным механизмом его захвата: а) на поверхности припая, б) в донной части льдов и в) во внутренней части льдин. Наибольшее количество валунно-глыбового материала, включаемого в те или иные части припая, накапливается на его поверхности. В нашей и зарубежной литературе распространено мнение, что на поверхность льдов обломки пород попадают из береговых обрывов. Мои наблюдения показывают, что валуны в основном поступают на лед непосредственно со дна литорали и верхней сублиторали. Механизм этого процесса заключается в следующем: глыбы, валуны и более мелкий материал, лежащий на дне, при периодических посадках припая на грунт оказывается в полосе припайных трещин. При сжатиях и торошениях льдов эти валуны и другой материал выдавливаются по трещинам в припае на поверхность льдов. Такое выдавливание (или выжимание) терригенного материала происходит в течение всего ледостава, но наиболее интенсивно в феврале-марте. Часть вытолкнутых на лед валунов при новых торошениях льдов отодвигается от линии трещин в средние части льдин. Рассмотренный механизм неоднократно наблюдался непосредственно в природных условиях и подтверждается следующими данными (рис.6, 7а, 7б). а) Валунно-обломочный материал на поверхности припая в основном сосредоточен вблизи трещин в припае. При этом его наибольшее количество и самые крупные валуны и глыбы приурочены к зоне максимального напряжения припайных льдов — к трещине между подошвой и мористой частью припая. б) Неоднократно наблюдались случаи нахождения валунов в трещине между льдинами припая, т.е. валуны были лишь частично выжаты со дна литорали. При этом в донных грунтах можно было видеть выемки прежде занятые этими валунами. в) Выемки от валунов часто приурочены к валунной гряде — границе наиболее напряженных частей припая. Валуны, глыбы, галька и щебень, лежащие на поверхности припая, несут отчетливые следы пребывания в морской среде — на них повсеместно наблюдаются колонии балянусов, к ним прикреплены морские водоросли с раковинами мидий. Подтверждением изложенного механизма выдавливания обломочного материала на поверхность льдов может служить и сгребание льдами донных отложений в грядообразные валы, которые расположены не только вдоль главной припайной трещины, но и вдоль второстепенных трещин. При этом донные отложения — щебнистые супеси и пески также выдавливаются на поверхность припая. Что касается выпадения обломков пород на лед из береговых обрывов, то этот процесс имеет место, но масштабы его крайне незначительны. Нами отмечались только единичные обломки пород, несомненно, упавшие на лед со скалистых береговых обрывов высотой 50-90 м. О наземном происхождении таких обломков свидетельствовало наличие на их поверхности лишайников, остатков корневой системы наземных растений (в трещинах обломков). Основная же масса валунов на припае вблизи таких обрывов несла следы пребывания в морской среде. Примерзание к донной части припайных льдов валунов, щебня песка и другого материала происходит в зонах литорали и верхней части сублиторали. Этот процесс широко распространен до глубин 2-4 м (считая от уровня прилива). В донную часть припая вмерзают как валуны, так и целые пласты грунтов — песчано-галечных или глинисто-щебнистых (рис.8). Весьма часто терригенный материал в донной части льдов залегает послойно. Это связано с периодическими посадками припая на грунт при отливах, когда ко льду примерзает обломочный материал, и всплытием припая при приливах, когда к переохлажденным в субаэральных условиях льдам снизу примерзает новый слой льда (рис.11). Залегание обломочного материала внутри (в разрезе) припайных льдов — явление, широко распространенное в Кандалакшском заливе. По существу оно представляет развитие процесса нарастания льда снизу и сверху как результат захоронения под слоями льда материала, ранее выдавленного на поверхность, а также материала, примерзшего к днищу льдин. Нарастание льда сверху и погребение под ним каменного материала, лежащего на поверхности припая, происходит при приливных и нагонных явлениях, когда на поверхность припая через трещины поступает большое количество морской воды. Смерзаясь со снегом, она образует наледный лед. В зависимости от толщины наледного льда и величины обломков пород последние могут быть захоронены во льду полностью или частично. Неоднократное поступление на поверхность припая обломков пород и намораживание льда сверху приводят к чередованию слоев обломочного материала и льда (рис.9). Внутриледное положение обломочный материал принимает и при процессах нарастания льда снизу, когда на ранее примерзший материал намерзает слой придонного льда. Этот механизм рассматривался выше. Если процессы замерзания обломочного материала и льда к донной части припайных льдин происходит неоднократно, то валуны или другой материал начального цикла примерзания нередко оказываются в средней части разреза льдов. В одной и той же льдине иногда наблюдается перекрытие обломков пород как наледным льдом, так и льдом, нарастающим снизу. Вместе с терригенным материалом, на поверхности припая, в его донной части и внутри льдин наблюдается значительное количество раковин морских моллюсков (мидий, песчаной, ракушки), морских рачков – балянусов, а также водорослей - фукусов, зостеры, анфельции. Механизм попадания на поверхность припая биогенного материала, включение его в разные части припайных льдов тот же, что и для терригенного материала. Кроме того, водоросли попадают на лед при нагонах во время начала ледостава. В разные части льдов включается разнообразный по механическому составу материал — от глинистых частиц до валунов и глыб. Наиболее крупные валуны и глыбы (до 2 м в поперечнике) выталкиваются на поверхность припая, валуны меньших размеров вмерзают в днище и включаются в тело льдин. Окатанность материала различная - от совершенно неокатанных глыб и щебня до округлых валунов и галек. Форма валунов разного петрографического состава меняется от угловатой и брусковидной до утюгообразной и округлой. Состав валунного материала в целом отвечает составу местных и подстилающих пород. Это преимущественно гнейсы, мигматиты, амфиболиты, граниты, анортозиты, габбронориты. Валунно-глыбовой материал поступает как за счет разрушения коренных пород в зоне литорали и скальных выходов в прибрежных частях залива, так и за счет перемыва валуносодержащих четвертичных отложений. Принято считать, что разрушение выходов коренных пород происходит путем выветривания. В определенной мере это так, но важную роль в поставке глыбового материала играют тектонические движения по разломам. Разрушение сильно трещиноватых, смещенных блоков пород и дает основную массу глыбового материала, который несет ясные следы тектонического дробления — зеркала скольжения со штриховкой на плоскостях, следы скалывания. Разрывные тектонические смешения в Кандалакшском заливе происходят и в настоящее время, на что указывает и сравнительно высокая сейсмичность Кандалакшского грабена.
Разнос валунного материала припайными льдами Разрушение морских льдов начинается в шхерном районе залива с его сильными приливно-отливными течениями. На таких участках взламывание и дрейф припайных льдов происходят сразу за разрушением или отгоном морского льда или одновременно с ним. На участках с меньшей гидродинамической активностью морских вод, морские льды и припай взламываются значительно позднее. В первую очередь выносятся льды мористой части припая, затем льды подошвы припая – та часть его, которая подвержена вертикальным колебаниям при приливно-отливных явлениях. Вынос этих частей припая обычно осуществляется отливными течениями и может происходить при совершенно тихой погоде. Полоса припая, непосредственно скрепленная с мелководными участками берега, выносится частично при совпадении сизигийных приливов со сгонными ветрами. С пляжных участков берега материал (галька, валуны) практически не выносятся. Припай на этих участках тает на месте. Подсчет количества валунного материала, ледового захвата и дрифтового разноса проводился на нескольких участках побережья и островах. Методика этих работ и анализ полученных данных опубликованы (Чувардинский, 1973, 1985). Здесь приводятся основные результаты. В припайных льдах, в разных их частях, на поверхности льдов, в их разрезе и в донной части в расчете на 1 погонный километр припайной полосы в среднем ежесезонно включается около 45 м3 каменного материала, в основном, валунов. Объем обломочного материала, выносимого припайными льдами в море, составляет около 40% от общей загрузки льдин, так как часть их разрушается, а часть тает на месте. С 1 погонного километра припая льдами ежесезонно выносится в море в сред-нем 16-18 м³ каменного материала. При этом преобладает вынос материала валунной размерности. Размер наиболее крупных валунов, зафиксированных на дрейфующих льдах Кандалакшского залива, составлял до 1.5-2 м в поперечнике (рис 10). По сравнению с пылевидными частицами в покровных ледниках – это основательный, но не главный фактор валунопереноса. Основа всего – хрупкое неотектоническое дробление кристаллических пород на глыбы и валуны и их вдольразломное перемещение в составе тектонических брекчий. Направление дрейфа валуносодержащих льдин преимущественно юго-восточное – в соответствии со стоковыми и отливными течениями. Но под влиянием ветров и приливов направление перемещения льдин время от времени сильно меняется, вплоть до переноса в северо-западном направлении. Расстояние переноса валунов припайными льдами составляет несколько десятков километров. Можно отметить, что Белое море не самый благоприятный район для развития мощных процессов ледового разноса валунов: зимы здесь мягкие, припай сравнительно тонок. В этом отношении такие моря, как Охотское дают пример большего размаха валунопереноса морскими льдами. Так, по оценке Л.Е.Степановой (1985) в Охотском море с каждого километрового участка берега в год уносится льдами в море многие десятки м³ обломочного материала. Итак, разнос валунного материала припайными льдами по акватории замерзающих морей приводит к выпадению валунов и другого грубообломочного материала в донные осадки. В результате формируются валунные ледово-морские отложения. Это необходимо учитывать при палеогеографических реконструкциях.
Сели Сели – это разрушительные грязекаменные потоки в смеси из воды, мелкозема, глыб и валунов. Отложения селей – несортированные неслоистые толщи — глинисто-песчаные массы с большим количеством глыб, валунов и щебня. В некоторых грязе-каменных селях глыбы достигают размера до десятков кубических метров, а отложенный ими материал нередко формирует грядово-холмистый рельеф. Образование и функционирование селевых потоков чаще всего обусловлено мощными дождевыми ливнями, случаются сели и при быстром таянии снегов и ледников в горах. Сели являются мощным агентом переноса валунов и крупных глыб в горных районах и предгорьях, при этом дальность транспортировки крупнообломочного материала достигает многих десятков километров. Сели, выходящие на предгорные равнины, устилают их валунно-глыбовыми отложениями, которые нередко принимают за следы оледенений. Однако частая повторяемость селей и четкая их документация не дает возможности успешно пропагандировать ледниковые воззрения. В качестве поучительного примера обратимся к мощному ливневому селю 8 июля 1921 г., покрывшему улицы столицы Казахстана Алма-Аты толщей грязи и множеством крупных валунов. Вынесенная этим селем грязе-каменная масса оценивается в 4 миллиона тонн, а принесенные и отложенные селем, эрратические глыбы достигали многих десятков тонн, их размеры доходили до 60 м³ (Пидопличко, 1956). В своей книге И.Г. Пидопличко в качестве иллюстрации приводит почтовую открытку, на которой хорошо видно, что улица Карла Маркса в Алма-Ате после прохождения селя оказалась сплошь заваленной крупными валунами. Ни гужевой, ни автомобильный транспорт по ней не мог двигаться. С.М. Флейшман и В.Ф. Перов в книге «Сели» (1986) пишут, что еще и сейчас (1986 г.) на улицах Алма-Аты в качестве памятников селя 1921 г. лежат огромные валуны. Таким образом, при нахождении валунных отложений в предгорьях не следует сразу принимать их за доказательство больших оледенений, тем более, что сели, несомненно, более мощный и более распространенный природный процесс валунопереноса, чем горные ледники.
Айсберговые отложения В предыдущем разделе указывалось, что горно-долинные ледники на своей «спине» несут большое количество крупнообломочного материала. Если горно-долинные ледники спускаются или обрываются непосредственно в море (преобразуясь таким образом в айсберги), то эти айсберги продолжают нести какое-то количество этого крупнообломочного материала. При таянии, распаде или переворачивании айсбергов этот материал выпадает на дно моря. В местах массового скопления айсбергов горно-ледникового происхождения образуются айсбергово-морские отложения, которые помимо мелкообломочной фракции, включают в себя валуны и глыбы. Участки, где идет процесс айсбергового осадкообразования – это морское побережье близ Западного Шпицбергена, район залива Аляска, залив Мелвилл у берегов Гренландии, участок Тихого океана, прилегающий к горно-ледниковому оледенению южной части чилийской Патагонии. В море Росса крупнообломочный каменный материал поставляют айсберги, продуцируемые горными ледниками Земли Виктория. В то же время, в отличие от горных ледников, покровные льды не имеют включений крупнообломочного материала, в них фиксируются лишь частицы мелкозема и скопления этих частиц. В основном они представлены вулканическим пеплом. Не имеют хорошо различимых минеральных включений (кроме вулканического пепла) и шельфовые ледники Антарктиды, дающие основную и даже подавляющую массу айсбергов, в первую очередь крупных и очень крупных – иногда по площади равных Люксембургу. Те мелкоземисто-пылевидные включения, которые остаются в айсбергах, продуцируемых ледниковыми покровами и шельфовыми ледниками, конечно, вносят свою лепту в морское осадконакопление, но эта лепта слишком мала и труднодиагностируема, так как вулканический пепел, эоловая и космическая пыль попадают в море постоянно и без участия покровных ледяных масс.
Происхождение пластовых льдов в толще вечной мерзлоты Сторонники ледникового учения в качестве “неопровержимых” доказательств покровного оледенения Западной Сибири приводят факты существования погребенных пластовых льдов в вечномерзлых кайнозойских отложениях. «Это остатки великих оледенений», «это ледниковый лед», утверждают В.И. Астахов, М.Г. Гроссвальд и многие другие ученые. Авторы подобных утверждений удивительным образом не замечают основательных работ мерзлотоведов и криолитологов, ведущих комплексные полевые и лабораторные исследования пластовых льдов и доказывающих их мерзлотное, а не ледниковое происхождение. Результаты этих работ изложены в производственных отчетах и серии публикаций, из которых, в первую очередь, надо отметить основательные мерзлотно-гидрогеологические работы Л.Н.Крицук (1985, 1988, 1990). Исследования Л.Н.Крицук вполне определенно показали, что пластовые льды являются внутригрунтовыми образованиями, сформировавшимися при промерзании подземных вод зоны свободного водообмена. При образовании вечной мерзлоты в пластовые льды преобразовывались и пластово-трещинные воды, а в эпохи усиления процессов промерзания — межмерзлотные и напорные трещинные воды. В частности, пластовые льды широко известной Ледяной горы в нижнем течении р. Енисей образовались в результате промерзания высоконапорных пластово-трещинных вод (Крицук, Анисимова, 1985). Эти выводы были подтверждены гидрохимическими и изотопными исследованиями. Пластовые льды, как показали работы М.А. Великоцкого и Ю.В.Мудрова (1985) на Ямале, формируются также за счет замерзания поровых морских вод (при морских регрессиях), что доказывается гидрохимическими анализами, а также в результате мерзлотных сегрегационных процессов. По исследованиям В.Ф. Болиховского (1990), на Ямале и Гыдане был установлен парагенезис пластовых льдов с морскими отложениями, засоленными хлоридами натрия и содержащими остатки морских раковин и фораминифер. По Болиховскому, пластовые погребенные льды являются субнормальными синкриогенными образованиями, не имеющими отношения к леднику. Большой вклад в установление мерзлотного генезиса пластовых льдов внес И.Д. Данилов (1983, 1990), который в итоге пришел к выводу об образовании пластовых льдов в результате промерзания водонасыщенных отложений, а так же грунтовых и высоконапорных трещинных вод. Мерзлотное происхождение пластовых льдов доказывают Н.А.Шполянская и И.Д.Стрелецкая (2004). Они также провели генетическую классификацию пластовых и жильных льдов на равнинах Сибири. Широкое развитие подземных льдов, по их мнению, исключает развитие покровных оледенений. На основе изотопных анализов пластовых льдов Сибири, в том числе оплота ледниковой теории мощной пластовой залежи льда – Ледяной горы в низовьях Енисея, Ю.К.Васильчук и В.М.Котляков (Основы изотопной геокреологии и гляциологии, 2000) пришли к выводам о внутригрунтовом мерзлотном происхождении пластовых льдов. Пластовые льды Ледяной горы – это замерзшие высоконапорные подземные воды. Все это опровергает утверждения о ледниковом генезисе пластовых льдов арктических равнин, и использование их в качестве доказательства продвижения ледников на эти равнины явно некорректно. «Что же осталось от казавшегося монументальным и прочным здания ледниковой концепции? – спрашивает И.Д.Данилов – ее конструкции разваливаются одна за другой» (Данилов, 1990, с.82). Другие исследователи – В.В.Ловчук и М.С. Красс (1987, с.107) также подчеркивают, что имеющиеся фактические данные по строению мерзлоты и пластовых льдов «практически сводят на нет обоснования гипотез гляциодиапиризма и захоронения глетчерного льда».
|
Ссылка на книгу: Чувардинский В.Г. Четвертичный период. Новая геологическая концепция. – Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН. 2012. – 179 с.
|