НОВЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА ВНЕЛЕДНИКОВОГО РАЗВИТИЯ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В КВАРТЕРЕ

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2017, том 477, 4, с УДК ГЕОГРАФИЯ НОВЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА ВНЕЛЕДНИКОВОГО РАЗВИТИЯ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В КВАРТЕРЕ 2017 г. В. С. Шейнкман 1,2,3, *, академик РАН В. П. Мельников 1,2,3, С. Н. Седов 1,2,3, В. П. Парначёв 2,4 Поступило г. В целях решения остро дискутируемой проблемы площадного покрытия Западной Сибири льдом в квартере авторы изучили на её территории ход формирования порождённых холодом объектов, оценив характер связей между ними в свете концепции криоразнообразия. Полученное поле новых перекрёстных данных о развитии мерзлотных и гляциальных явлений, специфике их взаимоотношения и оставленных ими следах позволило сделать вывод, что в регионе в образованиях квартера ясно отражён ход процессов промерзания горных пород, но условия для развития покровного оледенения здесь отсутствовали даже в криохроны. DOI: /S Новые данные по изучению мерзлотно-гляциальных явлений и их следов [5 7, 13] определяют необходимость корректировки представлений о событиях, протекавших в квартере на севере Западной Сибири. Данные о характере ледовых процессов и о том, что считать их следами, крайне ценны, так как они положены в основу прогностических моделей. Поэтому сегодня весьма важно ответить на вопрос, какие гляциальные явления и как сосуществовали в данном регионе с многолетнемёрзлыми породами (ММП). Изучение порождённых холодом и несущих ясные следы прошлого репрезентативных образований, проведённое различными независимыми методами, позволило авторам получить поле взаимодополняющих данных и найти новые решения. Суть их в выявленной некорректности применения в Сибири альпийских схем оледенения и выхода на построения, опирающиеся непосредственно на вскрытые закономерности взаимодействия ледников и ММП [7]. Базовыми объектами служили горные сооружения, окаймляющие регион, и гряда Сибирские Увалы (рис. 1). Гряду исследовали на всём протяжении. Она представительна тем, что её строение отражает основные события квартера: порой гряду считали [4] 1 Тюменский государственный университет 2 Тюменский индустриальный университет 3 Институт криосферы Земли Сибирского отделения Российской Академии наук, Тюмень 4 Национальный исследовательский Томский государственный университет * мореной былого ледника, сегодня вдоль неё проходит южная граница островных ММП, а в криохроны квартера сюда заходила область сплошной мерзлоты. Ключевые параметры оценки обстановок прошлого были получены авторами путём анализа современных мерзлотных и гляциальных геосистем региона и достоверно выявленных следов их эволюции. Затем, опираясь на вскрытые закономерности и анализ с позиций крио - разнообразия [7], проводили необходимые экстраполяции. Так как мнение о былом ледниковом щите базировалось на встречаемости здесь эрратических валунов, в основу наших реконструкций были положены выявленные механизмы и провинции сноса валунов, а также установленные параметры условий реального в пределах данных провинций развития порождённых холодом явлений. Подтвердив вывод [5], что в Приуралье на изучаемой части бассейна Оби валуны представлены породами с гор а, а восточнее породами с гор на правобережье Енисея, за точку отсчёта авторы взяли ключевые параметры обстановок в этих горах. Было выявлено, что в отмеченных горах современные ледники тесно связаны с ММП и относятся к малым азональным формам оледенения, поскольку и Приенисейские горы (изредка выше 1500 м) и фирновая линия на них лежит примерно на 1 км ниже климатической снеговой линии. Причина в том, что снегонакопление здесь идёт большей частью за счёт сноса с окружающих склонов и, если бы не этот фактор, сформироваться ледники, несмотря на холодный климат, вследствие недостатка фонового питания не смогли бы. Даже на обращённых к влагонесущим потокам воздуха западных 480 Новые свидетельства внеледникового развития севера Западной Сибири Новая Земля Трансгрессии и ингрессии моря Горы Бырранга Приполярный Полярный Потоки льда Таз Енисей Плато Путорана Северный Обь Пур Сибирские Увалы Нижняя Тунгуска Средняя Обь Подкаменная Тунгуска Вах Иртыш Направление ледово-речного разноса с Енисея Енисейский кряж Ангара Рис. 1. Горные сооружения севера Западной Сибири и схема воздействия доминирующих процессов на его территорию в плейстоцене. склонах а в предгорьях количество осадков оценено ~500 мм/год, ~1000 мм/год их у водораздела и существенно меньше на восточных склонах и в горах Бырранга, Путорана мм/год даже в самой высокой части гор. Расчёт депрессии климатической снеговой границы (с учётом падения температуры воздуха на континентах в Приполярье на C [10]) даёт для этих гор в криохроны квартера (порой до 1000 м). Значит, граница тогда лишь сближалась с современной фирновой линией на ледниках, превращая их из азональных в зональные, но войти в область ледосбора могла в то время только самая высокая часть гор. Наш анализ также показал, что даже в условиях термохронов квартера все ледники Сибири, включая рассматриваемые, будучи компонентом криолитозоны холодные и текут медленно. У быстрее всего смещаемых поверхностных слоёв крупнейших ледников Сибири скорость льда от 6 8 до м/ год (у ложа и на малых ледниках она существенно меньше). Пусть при их разрастании в криохроны квартера у них не будет торможения у ложа и таяния у края (хотя это допущение нереально), но и тогда из окружающих Западную Сибирь гор максимально продвинуться по своим долинам ледники могли лишь на км за тысячелетие. В отличие от альпийских схем с оледенением крупного формата, за холодный полуцикл-криохрон 20-тысячелетнего ритма (основного в ритмике квартера в режиме криохрон-термохрон [14]) это даёт всего ~150 км. Ледники Таймыра в этом случае должны остановиться вблизи предгорий, не выходя на равнину, а ледники из более близких к ней гор а, Путораны осциллировать в предгорьях (рис. 1). Это удостоверяет фиксация нами морен, выявленных вдоль ледниковых долин, и подтверждение её данными других авторов [1, 11], тем более, что дистальные морены такого рода датированы различными методами временем начала и середины позднего плейстоцена [8, 11, 13]. 482 Шейнкман и др. Детальное изучение эрратических валунов выявило: они значительно удалены от зоны потенциально возможного выноса с ледниковых центров и в слоях с ними полностью отсутствуют литогенные признаки морен. С галькой и гравием валуны вкраплены в толщу преимущественно песчаного аллювия, лежащего на морских неогеновых [3] глинах, лишь спорадически и встречаются только вверху террас, образованных при врезе рек в данную толщу, а их скопления на отмелях, куда они, будучи вымытыми, сносятся. Лучше всего это отражено в строении Сибирских Увалов. Из-за включений валунов сторонниками ледникового щита их принимали за его морену, но наше исследование показало: увалы это тело большей частью песчаной метровой речной террасы, превалирующей здесь как итог поднятия блока пород [14] вдоль субширотных, обновлённых в позднем квартере разломов. Они хорошо выражены на космоснимках в виде линеаментов. К востоку от зоны уральского сноса, на междуречье Оби и Енисея, среди отмеченных валунов преобладают породы со Средне-Сибирского плоскогорья. Они широко представлены в верховьях рек Вах, Таз, Пур. Превалируют породы Сибирской трапповой провинции (базальты, долериты, габбро-долериты, анамезиты, вулканические брекчии и др.), но есть обломки и более дальнего переноса. Например, осадочные (различные песчаники, аргиллиты, алевролиты, конгломераты, гравелиты, органо-, хемогенные известняки) и метаморфические (роговики, сланцы) породы с междуречья Нижней и Подкаменной Тунгуски. В верховьях р. Таз также встречены породы с Енисейского кряжа Слои со следами глубокого промерзания Псевдоморфоза по полигональножильному льду Слои с каменным материалом Криотурбации Слой с каменным материалом Гравий и галька Валуны Отметка 110 м м терраса Слои с палеопочвами Песчаный аллювий Каменный материал, вымытый на отмель Основание террасы из морских неогеновых глин Рис. 2. Сводный разрез верхней части тела Сибирских Увалов, типичный на междуречье рек Вах и Таз. Фото из архива В. С. Шейнкмана. Новые свидетельства внеледникового развития севера Западной Сибири (сиениты, аплиты, микроклиновые граниты) и Курейские графитсодержащие породы из-под Туруханска. Сделанный в ходе наших исследований анализ химических элементов показал, что выше неогеновых глин по всей толще слагающих Сибирские Увалы осадков признаки морского генезиса отсутствуют. Таким образом, валуны в теле Сибирских Увалов не могут быть мореной и итогом ледово-морского разноса, связанного с трансгрессией моря со стороны Арктики. Так как они хорошо промыты, с галькой и гравием лишь спорадически вкраплены в песчаный аллювий, то их происхождение иное: транспортировка в ходе типичного для рек Сибири ледово-речного разноса. В долине р. Томь у г. Томск, например, нередки валуны, перенесённые с ледоходом на сотни километров из Кузнецкого Алатау. Поскольку на Енисее мощные ледоходы, половодья с подъёмом воды порой на десятки метров были характерны в течение всего квартера [15], валуны из долины этой реки вполне могли быть перенесены льдинами через невысокий водораздел в верховья рек Таз, Пур, Вах (рис. 1). Тем более вполне по силам ледово-речному разносу и транспортировка валунов с а, которые в итоге оказались в долине меридионального отрезка Оби. Характерно, что в толще аллювия, поднятого тектоникой блока пород Сибирских Увалов (их поверхность, плавно меняющая высоту в основном в пределах отметок м, типична для речных террас), мы впервые обнаружили палеопочвы. По палеопочве вверху террасы на р. Сабун (правый приток р. Вах) под слоем валунов получена 14 С-датировка Сal BP (СО АН 7550), фиксирующая конец термохрона MIS 3, а над слоем валунов в террасе на р. Вах вблизи с. Корлики разгар этого термохрона: Сal BP (Beta ). Причём в песчаных слоях вверху террасы встречены криотурбации и псевдоморфозы по полигонально-жильному льду ~ 2 м мощностью по вертикали и 1,5 м по ширине индикатор субаэрального осадконакопления при температуре ММП ~ 3 С [2]. Ранее серией 14 С-дат верхние слои подобных террас были датированы [9] временем MIS 2 и в других частях Средней Оби. Значит слои с валунами в большей степени привязаны к термохрону MIS 3, а приповерхностные слои песчаного аллювия к криохрону MIS 2, и во время его поверхность террасы, учитывая её высоту, должна была подниматься со скоростью 2 4 мм/год. Палеопочвы в центре разреза террасы гораздо древнее. Наиболее представительно метровая терраса выражена в долине р. Вах (рис. 2) и в ней даже по верхним слоям педокомплекса в центре разреза получены 14 С-датировки лет (СОАН 7551 и 7552) и лет (Beta ). Эти слои, как показало их палеоботаническое изучение [14], развиты в термохрон более глубокий, чем MIS-3, и с учётом нахождения в центре ненарушенного разреза всё это может быть аргументом для их отнесения к тёплой фазе MIS 5. Почвы хорошо сохранены, отслеживаются как выдержанные комплексы без разрывов и смятий (исключение эрозионное срезание), включают глеевые и оторфованные слои, и для них характерен полный набор генетических горизонтов, в том числе верхний торфянистый или гумусовый горизонт. Все это признаки малого влияния денудации и деформации почв в период после их образования. В зоне Валдайского ледника, например [12], аналогичные по свойствам палеопочвы сохранились только в виде смятых и смещённых фрагментов. Характерно, что палеопочвы в центре данного разреза террасы разделяет две пачки хорошо выраженного косослоистого песчаного аллювия, в основании которого залегают ясно выраженные морские неогеновые глины [3], и никаких других слоев с валунами больше не встречается. Таким образом, анализ с позиций криоразнообразия [7] позволил получить параметры окружающей среды, выявленные на перекрестье характеристик его элементов, что дало возможность детализировать ход реконструируемых событий. Опираясь на эти данные, авторы пришли к выводу, что в квартере на севере Западной Сибири ясно отражена ритмика промерзания горных пород, но причины для формирования покровного оледенения здесь отсутствовали и Сибирские Увалы это не морена, а речная терраса итог сложного саморазвития речной сети, сопровождаемого активными блоковыми дислокациями озёрно-аллювиальной толщи. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Большиянов Д.Ю., Антонов О.М., Федоров Г.Б. и др. // Изв. РГО Т В. 4. С Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды: гетероцикличность, гетерохронность, гетерогенность. М.: Изд-во МГУ, с. 3. Вдовин В. В., Проводников Л. Я. История формирования мезозойско-кайнозойских отложений и современного рельефа в бассейне реки Вах // Тр. ИГиГ СО АН СССР с. 4. Земцов А.А. Геоморфология Западно-Сибирской равнины (северная и центральная часть). Томск: Изд-во ТГУ, с. 5. Кузин И.Л. Геоморфология Западно-Сибирской равнины. СПб.: Гос. поляр. акад., с. 484 Шейнкман и др. 6. Стрелецкая И.Д., Гусев Е.А., Васильев А.А. и др. // Бюл. комис. по изуч. четвертич. периода С Шейнкман В.С., Мельников В.П. // Криосфера Земли Т. XVIII. 2. С Abramowski U., Bergau A., Seebach D., et al. // Quatern. Sci. Revs V. 25. P Borodin A., Markova E., Zinoviev E., et al. // Quatern. Intern V P Kutzbach J., Gallimore R., Harrison S., et al. // Quater n. Sci. Revs /7. P Mangerud J., Gosseb J., Matiouchkov F., et al. // Quater n. Sci. Revs P Rusakov A., Sedov S. // Quatern. Intern V P Sheinkman V.S. Quaternary Glaciations Extent and Chronology. L.: Elsevier, P Sheinkman V.S. // Quatern. Intern V P Yamskikh A.F., Yamskikh A.A., Brown A.G. Fluvial Proces ses and Environmental Change. L.: Wiley, P