Оледенение горных стран

В последние годы получены новые данные по истории древнего оледенения в горных странах. В частности, довольно большой объем информации накоплен по Альпийской области, где детальные исследования ледниковых отложений и связанных с ними форм рельефа проводятся с конца XIX в. Именно на этой территории зародилась концепция вюрмского оледенения - последнего в плейстоценовой истории Альп (рис. 13), во время которого только крутые скальные вершины и гребни гор поднимались над поверхностью льда, а в предгорных областях ледники подножий сливались между собой.

Рис. 13. Распространение оледенений в Альпийской области (по А. Пенку и Э. Брюкнеру). 1 - в вюрме; 2 - в риссе; 3 - в минделе

В условиях этой эталонной горноледниковой области вряд ли приходилось надеяться на благоприятные шансы для выяснения хода развития оледенения в прошлом. Ведь разрушительное воздействие ледников наиболее интенсивно проявляется именно в горах. Тем не менее тщательные поиски подходящих объектов для детальных исследований, и в частности для радиоуглеродного датирования, увенчались успехом. В целом ряде разрезов под верхней мореной, отнесенной к вюрму, были вскрыты пресноводные и болотные осадки, нередко с обломками древесины, накоплявшиеся скорее всего во время сокращения площади оледенения в Альпах.

В свете радиоуглеродных определений возраста интервал, предшествовавший последнему оледенению, оказался весьма продолжительным. Самые молодые датировки образцов, взятых под верхней мореной, имели значения порядка 25 тыс., а самые древние - 44-40 тыс. лет назад. В последнем случае вмещающие отложения содержали остатки теплолюбивых растений, что дало повод австрийскому палеоботанику А. Фрицу выделить самостоятельное межледниковье - низелахское.

Даже в центральной части Альпийской области, близ г. Инсбрука, в долине р. Инн, под мореной вскрываются слоистые осадки древнего озера с остатками рыб, листьями ивы, ветками сосны, облепихи и зеленой ольхи. Древесные остатки подвергались радиоуглеродному анализу; возраст большой серии образцов составил 32-25 тыс. лет назад. В то время район Инсбрука был свободен ото льдов и занят пресноводным озером. Температурные условия были менее благоприятны; выражено похолодание между 32 и 29 тыс. лет назад. Судя по результатам определения дейтерия в ископаемых растительных остатках, температуры 32-29 тыс. лет назад были на 4-5° ниже современных. Датирование древесины из надморенных отложений показало, что льды покинули рассматриваемую территорию около 11 тыс. лет назад.

Руководитель этих исследований австрийский географ Ф. Флири первый отметил, что диапазон классического вюрмского оледенения Альп и последнего материкового оледенения на севере Европы практически приходился на один и тот же интервал времени (рис. 14), хотя нельзя исключить, что максимумы этих оледенений не были вполне синхронными. Предвюрмский период характеризовался сокращением размеров горного оледенения, особенно во время низелахского межледниковья.

Рис. 14. Гистограммы радиоуглеродных датировок четвертичных отложений Средней Европы (по М. Гайху). а - древесина и торф из внеальпийских районов; б - сталагмиты из пещер Альп; штриховкой выделены данные по южному макросклону

Таким образом, исследования подморенных и надморенных отложений в Альпах с широким применением радиоуглеродного датирования позволили выявить те же основные вехи эволюции оледенения, что и на севере Европы: межледниковье (свыше 40 тыс. лет назад) - длительное предледниковье (40-25 тыс. лет назад с более холодным интервалом около 32-29 тыс. лет назад) - основной период последнего оледенения (25-11 тыс. лет назад в центральной части Альп).

Следует отметить, что различные компоненты приведенной хронологической схемы были установлены не только в Австрийских, но также в Швейцарских, Французских и Итальянских Альпах. Наиболее любопытное и совершенно независимое подтверждение поступило в результате радиоуглеродного анализа натечных образований из альпийских пещер. Установлено, что в период наибольшего развития оледенения рост этих отложений прерывался. В послеледниковое время темпы накопления сталагмитов достигали 20-50 мм в столетие, а 35-22 тыс. лет назад в среднем были меньше. Можно предполагать, что в условиях прохладного и влажного климата предледниковья на склонах гор был развит сомкнутый покров мхов и лишайников, ограничивавший просачивание углекислоты. Правда, в отдельные фазы этот процесс, видимо, интенсифицировался, о чем можно судить по ускоренному росту сталагмитов.

Детальное изучение результатов радиоуглеродного датирования материалов из пещер разных частей Альп позволяет заметить некоторые территориальные закономерности в развитии климата и оледенения. Так, Например, если в начале вюрма на севере этой горной страны рост сталагмитов прекратился около 18 тыс. лет назад, то на юге - около 14 тыс. лет назад.

Можно предполагать, что во время максимальной активизации ледниковых процессов основная масса льда концентрировалась в центре горной страны и в ее северном предгорном обрамлении, тогда как на юге еще сохранялись участки, свободные ото льда и не скованные многолетней мерзлотой. По мере сокращения площади оледенения масса льда смещалась из предгорий в сторону гор, где, кроме того, активизировались процессы промерзания горных пород.

Сходные особенности можно отметить и для Скандинавского нагорья. Во время нарастания ледникового покрова в горах были участки, свободные ото льда, где даже водились такие крупные травоядные животные, как мамонты (их остатки в центре Южной Норвегии были датированы 24-19 тыс. лет назад). Зато во время максимального распространения ледникового покрова и начальных этапов его таяния, по-видимому, Скандинавское нагорье было почти сплошь сковано льдом.

Применение радиоуглеродного метода открыло путь для пространственного сопоставления событий ледниковой истории в разных частях света. В итоге этих корреляций обнаружилась весьма сходная картина крупных изменений в динамике оледенения в позднем плейстоцене. И в Сибири, и в Северной Америке, и в Новой Зеландии была установлена та же последовательность, что и в Европе, причем расхождения в оценках возраста оказались невелики. Это замечательное сходство радиоуглеродных датировок из взаимно отдаленных районов служит веским доказательством тесных связей между солнечной активностью и процессами, протекающими в земной атмосфере и гидросфере.

Заключение о дробности оледенения, подтвержденное для позднего плейстоцена, вполне согласуется и с итогами изучения позднекайнозойской истории по морским осадкам. В целом данные морской геологии убедительно свидетельствуют о необходимости увеличения числа оледенений. Всего в глубоководных океанических осадках запечатлены следы 16 или даже 20 циклов, каждый из которых включал одно оледенение и одно межледниковье. Продолжительность каждого цикла в осадках древнее 500 тыс. лет составляла примерно 100 тыс. лет, а в более молодых осадках - 50 тыс. лет.

Рис. 15. Кривая солнечной радиации за последние 600 тыс. лет для 55° с. ш. в пересчете на изменения высоты снеговой линии (по М. Миланковичу). Для сравнения на нижнем графике показано развитие оледенений в Европе

Новые фактические данные, установленные по морским осадкам, как будто подкрепляют мнение югославского ученого М. Миланковича. Еще в 1914 г. этот исследователь астрономо-математическим методом обосновал периодичность оледенений в связи с изменениями наклона оси Земли по отношению к плоскости эклиптики (сходные идеи еще раньше высказывались русским географом A. И. Воейковым). В 1930 г. М. Миланкович вместе с B. Кёппеном сделал важное заключение: развитию оледенений при прочих равных условиях благоприятствует не холодная зима с малым поступлением твердых осадков, а холодное лето, влияющее на сохранение снегозапасов. М. Миланкович вычислил вековой ход летних сумм солнечной радиации в течение четвертичного периода.

Расчеты М. Миланковича, впоследствии несколько уточненные и подтвержденные новейшими методами, включая радиоизотопные, свидетельствуют, что в каждом из оледенений альпийской схемы можно выделить несколько крупных похолоданий (рис. 15). Например, в вюрме - три с максимумами около 115 тыс., 75 тыс. и 25 тыс., в риссе - два с максимумами около 230 тыс. и 175 тыс. лет назад. Эта детальная возрастная шкала неоднократно использовалась в практике изучения четвертичного периода.