Ч А С Т Ь     П Е Р В А Я

ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ЗАПАДНЫХ ОБЛАСТЕЙ СОВЕТСКОЙ АРКТИКИ

Глава I

ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ЗЕМЛИ ФРАНЦА-ИОСИФА

Земля Франца-Иосифа представляет архипелаг из 128 островов, более 87% площади которых по последним подсчетам П.А. Шумского (1949) покрыто ледниками. Благодаря развитым на островах горизонтально лежащим базальтовым покровам, поверхность большинства островов имеет, в общем, платообразный характер. Превышение базальтовых плато над уровнем моря в среднем составляет 100-250 м. Только в восточной части архипелага, на Земле Вильчека, абсолютные отметки отдельных вершин достигают 700-734 м. Ледниковые шапки, перекрывающие острова, обладают мощностью порядка 200 м, вследствие чего их поверхность приподнята над уровнем моря примерно на 300-500 м. Свободными от покрова льда на многих островах остаются только отдельные базальтовые скалы - нунатаки, иногда же лишены ледяного покрова береговые утесы и прибрежные низменные участки.

Берега островов, как правило, круто обрываются к морю и к разделяющим острова проливам. Последние образуют весьма причудливую сеть, отличаясь, за редкими исключениями, небольшой шириной, извилистостью и в то же время очень значительными глубинами. При этом максимальные глубины в проливах, будучи приурочены к замкнутым котловинам и желобам, намного превосходят глубины в соседних с Землей Франца-Иосифа частях Баренцова моря. Если вокруг архипелага материковая отмель в среднем погружена на 50-200 м, то внутри проливов наблюдаются глубины до 560-800 м. Весьма характерно, что такие переуглубленные котловины встречаются исключительно в пределах архипелага. В целом рельеф морского дна вне архипелага значительно более спокойный, чем в проливах. Две крупные меридиональные впадины (желоба) ограничивают Землю Франца-Иосифа с востока и запада и имеют глубины до 500-600 м на востоке (жолоб св. Анны) и до 400 м на западе (жолоб Франц-Виктория). Между ними располагается подводное плато с глубинами около 200 м, служащее пьедесталом для островов. Это плато прорезается третьей, менее отчетливо выраженной меридиональной впадиной, продолжающейся в виде пролива (Британский канал) и внутри архипелага. Отдельные котловины на дне впадины имеют глубины до 400-500 м. Подводное плато, на котором расположен архипелаг, образует большой выступ, с глубинами 100-200 м к северу от западных островов. Отдельная подводная банка глубиной 54 м, в прошлом вероятно остров, поднимается южнее Земли Александры среди глубин 200-300 м.

Ю. Пайер (1876), открывший в соответствии с замечательным прогнозом П.А. Кропоткина Землю Франца-Иосифа, первый обратил внимание на древние морские террасы. На берегах Австрийского пролива он видел террасы, перекрытые слоем наносов, содержащих морские раковины. Он же отметил редкие находки на островах эрратических валунов кварцита и зеленого сланца. В восточной части Земли Франца-Иосифа Ю. Пайер обнаружил и валуны гранита. На о. Хейса М.И. Иванычук (1934) выделил в долинах три террасы.

Ф. Нансен (1897) в северной части архипелага констатировал развитие древних морских террас различной высоты. На о. Торуп поверхность такой террасы усеяна раковинами. На о. Джексона морская терраса явилась местом зимовки Нансена. У мыса Хелланд найдены валуны, напоминающие гранит. О. Хоуэн представляет мореноподобную гряду меридионального направления, состоящую исключительно из валунов. На о. Рудольфа севернее бухты Теплиц герцог Абруцкий (1903) описывает целую серию террасовидных уступов, которые могут быть террасами выветривания. У мыса Столбового были найдены гранитный валун и несколько оленьих рогов, занесенные водой и свидетельствующие о затоплении морем в прошлом участка к северу от бухты Теплиц (высоты 36-48 м).

На Земле Георга в заливе Грея 27-метровая морская терраса была обнаружена экспедицией Ли Смита (Маркам, 1883). Д. Джексон (1899) описывает мощные моренные накопления на о. Нортбрук в долине Ветров. На о. Луиджи у мыса Армитэдж древний моренный вал достигает в высоту 76 м. Еще выше (97,5 м) морена, разделяющая два современных ледника на Земле Георга между мысом Гранта и скалами Кука. Древние морены на Земле Георга констатированы Ф. Джексоном еще в нескольких пунктах, но, надо оговориться, что эти указания не были подтверждены Р. Кетлицем. В северной части Земли Александры на прибрежной равнине встречаются небольшие возвышенности из обломков базальта, имеющие, по мнению Ф. Джексона, ледниковое происхождение.

Р. Кетлиц (1898) на о. Нортбрук, на склонах мыса Флоры отметил террасы высотою 2, 4, 9; 10,5-11; 13,5; 15; 16; 19,5 м. У скал Галли зарегистрированы террасовые уступы на отметках 10,5; 30,5; 85-100 и 106 м. Окатанная галька и кости тюленя и моржа прослеживаются до высоты 105 м. На 30-метровой террасе обнаружены остатки китообразного животного. На о. Белл выделяются террасы высотою 6-9 и 90-120 м, на о. Уиндворд терраса 25-27 м над уровнем моря. На мысе Нил, на Земле Георга скелет тюленя был найден на высоте 213 м. Окатанные валуны и гальки попадаются даже на вершинах мысов Форбс, Флоры, Гертруды, на абсолютных отметках более 330 м. На о. Мейбл выравненные поверхности, поднятые над уровнем моря на 90 и 125 м, несут покров окатанной гальки. У мыса Гертруды (о. Нортбрук) террасы с галькой и костями тюленя есть на высоте 55-66 и 90 м.

В общем, большинство террас на Земле Франца-Иосифа имеет высоту не свыше 25-30 м, но существуют и более высокие террасы (до 120 м). На отметках до 23-30 м встречаются плавник и кости китов. На террасах мыса Мери Гармсуорт (Земля Александры) присутствуют обломки гранита. Один гранитный валун был найден у мыса Гертруды. Э. Ньютон и Д. Тиль (1899) описали собранную Ф. Джексоном и Р. Кетлицем на о. Нортбрук четвертичную фауну: Trophon antiquus (Neptunea borealis Phil.), Trophon gracilis (Sipho islandicus Chemn.), Муа arenaria L., Balanus concavus L.

Ф. Нансен (1900) высоту террас у мыса Флоры определяет несколько иначе, чем Р. Кетлиц, а именно в 2,7; 9-10,6; 12,5-14,9; 23,5-24,4 м. В своей более ранней работе (1897) он, однако, дает другие цифры, указывая, что хижина Джексона стоит на 13-16-метровой террасе, а зимовка Ли Смита находится на террасе 5,5 м высотою. В других местах выделяется еще 26-метровая терраса. На террасах встречаются раковины Муа truncata L. и Saxicava, на 16 м над уровнем моря обнаружены кости кита, вероятно гренландского. Ф. Нансен (1902) упоминает о находке им на одной из древних террас Земли Франца-Иосифа раковины Mytilus edulis L., однако, точных данных о местонахождении и высоте залегания он не приводит. По данным К.Б. Биссета (1927) у мыса Флоры террасы и окатанные гальки прослеживаются до высоты 275 м. Некоторые небольшие и низкие острова у южного конца Британского канала целиком перекрыты морскими галечниками.

В.Ю. Визе (1928) на о. Гукера у ледника Юрия нашел следы древней боковой морены, лежащей на 50 м выше, чем современная. Однако Т.Н. Спижарский (1936) считает, что эта морена отложена местным каровым ледником и, следовательно, не является указанием на большую мощность ледника Юрия в прошлом.

На о. Белл находки окатанных водой обломков пород известны на высоте более 120 м. На о. Нортбрук у лагеря Эльмвуд выделяется терраса высотою 12,5-15,1 м. В Долине Ветров констатированы террасы 2,7; 9,1-10 и 14 м высотою. Ложе долины максимально поднимается на 16,8 м над уровнем моря. На о. Ньютона описаны морские террасы высотою 5; 10 и 25-30 м. На о. Гукера высота террас 3; 8 и 15 м. У мыса Седова террасы высотою 2-3, 6,5-8,5 и 12-13 м охарактеризованы фауной. Более высокая 23-25-метровая терраса лишена фауны. Раковины моллюсков также найдены в боковой морене ледника Юрия. В сборах с островов Гукера, Скотт-Кельти и Нансена определены Муа truncata L., Mytilus edulis L., Saxicava arctica L., Astarte borealis Chemn., Astarte compressa L., Astarte crenata Gray.

И.В. Даниловский в коллекциях четвертичной фауны, доставленных с островов Гукера и Альджер, нашел Astarte borealis Chemn. v. placenta Mörch, Astarte montagui Dillw., Муа truncata L. v. uddevallensis Hanc, Saxicava arctica L.

Г. Хорн (1932) отметил на о. Белл террасу высотою 20 м. Он же выдвинул гипотезу образования прибрежных равнин на Земле Франца-Иосифа в результате деятельности ледников. В 1931 г. при полете на цеппелине была осмотрена прибрежная равнина, развитая вдоль северного побережья Земли Георга и покрытая многочисленными валунами. На Земле Александры бревна плавника были видны на расстоянии до 1 км от берега.

Т.Н. Спижарский (1936₂) на островах Притчетта, Нансена, Гукера, Кетлица и на Земле Александры выделяет четыре морские террасы высотою 2-3; 6,5-8,5; 12-16; 23-35 м. Судя по приложенным к работе Т.Н. Спижарского (1937) картам, он наблюдал развитие морских террас также на берегах островов Джексона (мыс Милль), Грили, Итон, Пайера (мыс Рузвельта), Скотт-Кельти, Куна, Галля, Кена, Столичка и Альджер. Террасы сложены песками, супесями и глинами с окатанными валунами базальта, вдоль края террас протягиваются галечниковые береговые валы. В террасовых отложениях присутствует фауна: Муа truncata L., Saxicava arctica L., Astarte borealis Chemn. (Спижарский, 1937). Существование более высоких террас Т.Н. Спижарский отрицает, указывая, однако, что прибрежная равнина на о. Гукера имеет отметки до 60-65 м. Эта равнина перекрыта мореной - суглинком с обломками базальта. На о. Альджер на прибрежной равнине высотою не более 30-35 м попадаются кости кита и раковины Муа truncata L. На многих островах наблюдались более высокие террасовые уступы (на о. Нансена, например, высотою 160 м), которые Т.Н. Спижарский считает террасами выветривания.

Ледниковые отложения на островах развиты слабо, так как основная масса моренного материала выносилась в море. Покров донной морены сохранился на плато далеко не везде. Долинные ледники на о. Гукера окаймлены боковыми моренами. У ледника Юрия боковые морены образуют холмы до 6 м высотою, сложенные глиной с Муа truncata L. и окатанными валунами базальта. Это объясняется, очевидно, тем, что ложем ледника служат морские отложения. Поверхностные морены ледника Нины на о. Нансена также содержат морских моллюсков. Краевые морены ледника Маланьи на о. Гукера, упирающегося в 25-27-метровую террасу, несут следы обработки морем. На мысе Седова глины и пески этой же террасы перекрыты слоем валунов, обработанных морем (Спижарский, 1936₁). Большой интерес представляют неоднократные находки на плато островов (о. Гукера и др.) рогов северного оленя, иногда прикрытых тонким слоем щебенки. В тех редких случаях, когда на островах удается видеть конечные и краевые морены, они всегда несколько отодвинуты от края современных ледников.

П.А. Шумский (рукопись, 1949) на островах Гукера и Скотт-Кельти нашел в моренах на 65 м выше уровня моря Astarte borealis Chemn. и на 48 м Муа truncata L. Абразионная терраса выделяется на абсолютных отметках 100-120 м. Аккумулятивные морские террасы имеют высоту 31 и 18 м. Верхняя из них отвечает последнему продвижению ледников (стадия Рубини), когда ледяной покров появлялся и на о. Скотт-Кельти, в настоящее время свободном от льда. Полностью была занята льдом бухта Тихая. При формировании 18-метровой террасы ледники сокращались больше чем в настоящее время. Затем имело место продвижение льдов до современного положения.

К западу от Земли Франца-Иосифа расположен уединенный остров Виктория, почти целиком скрытый под ледяной шапкой, поднимающейся над уровнем моря приблизительно до 100 м. Свободны от льда лишь прибрежные валунно-галечниковые отмели. Вполне возможно, что весь остров представляет низменную отмель, увенчанную ледниковым куполом.

ВЫВОДЫ

Таковы по существу все весьма ограниченные сведения по четвертичной геологии Земли Франца-Иосифа. Можно со значительной долей уверенности говорить о том, что в прошлом ледники целиком перекрывали всю территорию современных нам островов. На это указывают развитие донной морены на свободных от современного оледенения участках и отсутствие на островах конечных морен, сгружавшихся, по-видимому, вне пределов архипелага. Указания на находки эрратических, в частности гранитных валунов, не следует переоценивать, так как валуны встречались исключительно на побережье островов, в зоне возможного заноса их айсбергами. Внутри островов чуждых валунов нет, хотя они в условиях сплошного развития базальтов могли бы быть легко замечены. По-видимому, на Землю Франца-Иосифа не проникали ледники из других областей, со Шпицбергена или с Новой Земли.

Вряд ли можно сомневаться в том, что Земля Франца-Иосифа подвергалась действию четвертичных трансгрессий. Мнение Т.Н. Спижарского (1936₂) о поднятии уровня четвертичного моря лишь на 30-35 м выше современного, представляется малообоснованным. Окатанные галечники на высоких террасовидных уступах, кости тюленей и моржей на больших отметках свидетельствуют о значительном погружении островов в прошлом. Если суммировать все имеющиеся данные, то придется допустить высоту трансгрессии, по крайней мере, до 120-125 м. Достижение морем еще больших отметок (на высоте 213 м найден скелет тюленя, на высотах до 330 м попадаются окатанные гальки и валуны) остается спорным, хотя серьезных возражений против такого предположения быть не может. На соседних с Землей Франца-Иосифа островных группах (Шпицберген, Земля Короля Карла, Новая Земля), максимальная высота четвертичной трансгрессии была не меньше 300-400 м.

Конечно, нельзя игнорировать вероятности развития на Земле Франца-Иосифа террасовидных уступов за счет выветривания горизонтально лежащих базальтовых покровов. Кости морских животных могли быть занесены на сушу медведями. Даже единичные окатанные гальки могли образоваться и вне связи с деятельностью моря. Вместе с тем, факты перекрытия на о. Гукера содержащей морские раковины мореной прибрежной равнины с отметками от 65 м и ниже говорят о том, что последнее большое оледенение архипелага было после максимума трансгрессии. Следовательно, на всех высоких террасах морские осадки должны быть снесены ледниками и могли сохраниться лишь при особенно благоприятных условиях. Поэтому редкость нахождения морских галечников на больших отметках кажется вполне естественной.

У нас нет никаких данных для того, чтобы утверждать, что все части архипелага испытывали на протяжении четвертичного периода равномерное погружение. Возможно, что высокие террасы западной группы островов не имеют себе аналогов на востоке. Более вероятно, впрочем, что в восточной части Земли Франца-Иосифа высокие террасы просто не выделены. Нижняя серия морских террас высотою от 30-35 м и ниже, характеризующаяся отсутствием моренного покрова и образовавшаяся после максимума оледенения, распространена, повидимому, на всех островах, имея повсюду одни и те же отметки.

В общем, можно наметить следующий ход событий четвертичной истории. Трансгрессия, предположительно, ранне-новочетвертичная, достигавшая отметок не менее 120-125 м, а возможно и значительно больших, предшествовала сплошному оледенению архипелага. Во время трансгрессии высоты на островах были невелики, лишь отдельные вершины поднимались на несколько сот метров над уровнем моря, площадь островов сильно сокращалась. Ледники либо имели весьма ограниченное развитие, либо вовсе отсутствовали (в случае, если положение снеговой линии тогда было выше современного). Совершенно неясным остается вопрос о более древних мощных оледенениях архипелага - если они и были, следы их нам пока не известны.

После отступания моря, по крайней мере, до отметок 60-65 м, а быть может и ниже современного положения береговой линии, наступило последнее сплошное оледенение Земли Франца-Иосифа, охватившее всю площадь островов. Надо думать, что ледники по краям архипелага образовывали сплошной ледяной барьер, спускавшийся в Баренцево море. Деградация ледников совпала с нахождением береговой линии на уровне на 25-35 м выше современного, что обусловило формирование верхней из послеледниковых морских террас. В дальнейшем сокращение ледниковых покровов на островах шло параллельно с понижением уровня моря, благодаря чему последовательно образовывались нижние морские террасы. Находимая в террасовых отложениях морская фауна, в общем, почти не отличается от обитающей ныне у берегов Земли Франца-Иосифа. Однако присутствие Mytilus edulis L. все же указывает на несколько лучшие, чем сейчас, температурные условия в северной части Баренцева моря, совпавшие, по П.А. Шумскому, с формированием 18-метровой террасы. С этим же временем, если только не со временем, предшествовавшим последнему сплошному оледенению, следует связывать находки на островах остатков северного оленя. Вероятно, олени заносились на архипелаг пловучими льдами, но выжить на островах они могли лишь при условии более мягкого климата и более богатого растительного покрова.

Весьма интересным является также вопрос о времени и путях проникновения на Землю Франца-Иосифа современной растительности. Полное отсутствие во флоре архипелага эндемиков исключает сохранение растений с доледниковой эпохи. Общность не только отдельных видов, но целых растительных ассоциаций со Шпицбергеном, о. Медвежьим и Гренландией, с одной стороны, и с Новой Землей и Сибирью - с другой, говорит о тесной связи Земли Франца-Иосифа с соседними участками суши. Особенно ярко выступает связь со Шпицбергеном, по отношению к которому флора Земли Франца-Иосифа является лишь более обедненной (Толмачев, 1931). Близость к флорам Гренландии, Новой Земли и Сибири определяется уже сходством названных флор с флорой Шпицбергена. Предполагать осушение Баренцева моря в послеледниковое время невозможно. Более вероятно это, хотя тоже сомнительно, для определенного отрезка межледникового века (в таком случае очень немногие растения, из числа проникших на архипелаг, могли пережить последнее оледенение на отдельных возможно сохранявшихся нунатаках). Скорее же современная флора развилась на Земле Франца-Иосифа после последнего сплошного оледенения за счет заноса льдами, ветром или птицами. Общность же растительности с другими частями Арктики находит свое полное объяснение в сходности экологических условий и отсутствии по этой же причине конкуренции.

В заключение необходимо остановиться на проблеме четвертичной тектоники на Земле Франца-Иосифа. Тот факт, что базальтовые плато островов, будучи приподняты на несколько сот метров над окружающей поверхностью морского дна, сравнительно слабо расчленены эрозией, говорит о молодом позднетретичном или раннечетвертичном возрасте поднятий. Как известно, острова разделены сравнительно узкими и глубокими проливами, более глубокими, чем соседние участки морского дна. Большинство исследователей склонно приписывать проливам тектоническое происхождение, видя в них целую серию грабенов, разделяющих приподнятые глыбы горстов - острова. Такая точка зрения автору кажется неприемлемой. Проливы, разделяющие острова, столь многочисленны, направление их столь изменчиво, ширина нередко столь невелика, что видеть в каждом из проливов грабен совершенно немыслимо. Даже замкнутые котловины на дне проливов крайне трудно объяснимы с точки зрения их тектонического происхождения.

Более вероятной представляется следующая картина. При поднятии в начале четвертичного периода всей глыбы Земли Франца-Иосифа могли иметь место дополнительные расколы, обусловившие неравномерность вертикального перемещения отдельных участков или даже их относительное опускание. Таким путем могли возникнуть некоторые, скорее всего очень немногие из современных проливов. В целом же поднятая суша подверглась размыву реками, причем в виду трудности разрушения базальтов реки особенно должны были стремиться к ослабленным зонам, к линиям разломов как древних, так и молодых. Врезание речной сети должно было значительно облегчиться лишь после того, как ложа рек достигли подстилающих базальты рыхлых мезозойских отложений.

В дальнейшем, когда на Земле, Франца-Иосифа появились ледники, судя по общему характеру рельефа, скорее всего на первых фазах развития имевшие скандинавский тип, углубление и расширение долин получило новый толчок. Ледниковые языки, будучи зажаты среди базальтовых плато и сползая по рыхлым мезозойским осадкам, должны были выпахать глубокие сквозные рытвины с рядом переуглубленных участков, что мы и находим на дне современных проливов. Последующее сплошное оледенение, возможно неоднократное, его деградация и затопление ледниковых долин морем привели к тому расчленению архипелага, какое мы видим сейчас. Участие тектоники в этом бесспорно, но было бы ошибочным сводить к тектоническим причинам все многообразие современного архипелага, в каждом проливе видеть грабен, а в каждом острове горст.

ЛИТЕРАТУРА

Визе В.Ю. Некоторые данные по гляциологии Земли Франца-Иосифа // Известия Государственного гидрологического института. 1923. № 22.

Иванычук М.Н. Картографические заметки по Земле Франца-Иосифа // «Арктика», кн. 2, Л., 1934.

Сакс В.Н. Четвертичная история Земли Франца-Иосифа // Проблемы Арктики, 1946. № 2.

Спижарский Т.Н. Оледенение Земли Франца-Иосифа // Труды Арктического института. 1936. Т. 41. С. 5-38.

Спижарский Т.Н. Некоторые данные по геоморфологии Земли Франца-Иосифа // Труды Арктического института. 1936. Т. 41. С. 39-61.

Спижарский Т.Н. Геологическое строение Земли Франца-Иосифа // Труды Арктического института. 1937. Т. 76. С. 39-72.

Спижарский Т.Н. Земля Франца-Иосифа // Геология СССР, т. 26, М., 1947.

Толмачев А.И. Материалы для флоры европейских арктических островов // Журнал Русского ботанического общества. 1931. Т. 16, вып. 5-6. С. 459-472.

Шумский П.А. Современное оледенение Советской Арктики // Труды Арктического института. 1949. Т. 11. 262 с.

Savoyen L.A. von. Die Stella Polare im Eismeer. Leipzig, 1905.

Bisset С.В. Geological notes British Arctic Expedition. F. A. Worsley «Under sail in the frozen», London, 1927.

Horn G. Some geological results of the Norwegian Expedition to Franz Josef Land // Norsk. Geol. Tidsskrift, 1932. Bd. 11. P. 482-489.

Jackson F.G. A thousand days in the Arctic. London - N. York, 1899.

Koettlitz R. Observations on the geology of Franz Josef Land // The Quarterly Journal of the Geological Society of London, 1898. Vol. 54. P. 620-645. https://doi.org/10.1144/GSL.JGS.1898.054.01-04.44

Markham C.R. Second voyage of the «Eira» to Franz Josef Land // Proceedings of the Royal Geographical Society and Monthly Record of Geography. 1883. Vol. 5. No. 4. P. 204-228. https://doi.org/10.2307/1800194

Nansen F. In Nacht und Eis. Bd. 2, Leipzig, 1897.

Nansen F.A. Geological sketch of cape Flora and neighbourhood. The Norw. Polar Exp. 1893-1896. Scient. Res. Vol. 1, Kristiania, 1900.

Nansen F. The Oceanography of the North Polar Basin. The Norw. Polar Exp. 1893-1896. Scient. Res. Vol. 3, Kristiania, 1902.

Newton E.C. and Teall J.J. Notes on a collection of rocks and fossils from Franz Joseph Land, made by Jackson - Harmsworth Expedition during 1894-1896 // The Quarterly Journal of the Geological Society of London. 1897. Vol. 53. P. 477-519. https://doi.org/10.1144/GSL.JGS.1897.053.01-04.38

Payer J. Die Oesterreichisch-Ungarische Nordpol-Expedition in den Jahren 1872-1874. Wien, 1876.

РУКОПИСИ

Шумский П.А. Отчет о работах  гляциологической экспедиции на Земле Франца-Иосифа в 1947-1948 гг. Фонды Аркт. инст., 1948.

ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ