Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ИСТОРИЯ ОБОСНОВАНИЯ ПОНЯТИЯ «ПАССИВНОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ» 12
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 19
КРИТИЧЕСІСИЙ АНАЛИЗ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ОЛЕДЕНЕНЯХ ПОЗДНЕГО НЕОПЛЕЙСТОЦЕНА СЕВЕРА ЕВРАЗИИ 29
Оледенения архипелага Шпицберген 29
Оледенения архипелага Земля Франца-Иосифа 34
Оледенения архипелага Новая Земля 37
Оледенения Болыпеземельской тундры 42
Оледенения Севера Западной Сибири 55
Оледенения полуострова Таймыр 60
3.6.1.Колебания уровня моря на полуострове Таймыр 60
Стометровая терраса полуострова Таймыр 60
Генезис форм рельефа на равнинных пространствах п-ова Таймыр 67
Морские отложения 80
Колебания уровня озера Таймыр и развитие других озёр полуострова 83
Признаки оледенений полуострова 98
Погребённые ледяные тела и гляциокарстовые озёра 98
Ледниковые отложения 107
Дислокации и ориентировка длинных обломков в диамиктонах 110
Особенности строения эрозионных долин и донных озёрных
отложений 112
Оледенения архипелага Северная Земля 117
Оледенения плато Путорана 120
3.8.1. Ледниковый щит или местное оледенение? 120
3.8.2.Фактические данные 121
3.8.2.1.Формы ледниковой экзарации 121
Ледниковые отложения и ледниковая морфоскульптура 124
Отложения и формы рельефа, связанные с подпрудными бассейнами.... 128
Донные отложения озёр 133
Температурный режим озера Лама 134
3.8.3.0бсуждение результатов 134
3.8.4. Выводы и нерешённые проблемы 140
3.9. Оледенения Северо-Востока Евразии 141
4. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ОЛЕДЕНЕНИИ
АНТАРКТИДЫ 148
Общие положения 148
Современное оледенение оазиса Бангера, как показатель его оледенения в
период последнего ледникового максимума 149
4.3. Гляциологические свидетельства о размерах оледенения Антарктиды
и Арктики 159
5. АНАЛИЗ ГЛЯЦИОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ
ДАННЫХ 162
Основные противоречия между гляциологией и ледниковой геологией 162
Противоречия между геоморфологическими итеологическими представлениями 168
Постановка вопроса 168
Конусообразные формы рельефа и их происхождение 169
О происхождении озов 171
Ледниковые формы рельефа, сложенные не ледниковыми отложениями... 177
5.3. Итоги анализа признаков оледенений полярных областей Земли в позднем
неоплейстоцене и голоцене 179
6. ПАССИВНЫЕ ЛЕДНИКИ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ПЕРИГЛЯЦИАЛЬНЫЕ
ПРОЦЕССЫ 180
6.1. Современные пассивные ледники 180
6.1.1 Современные пассивные ледники в Арктике 180
6.1. 2 Современные пассивные ледники в Антарктиде 184
6.2. Эрозионные процессы, определяемые стоком талых ледниковых вод
и приледниковые бассейны 189
Гляциокарстовые озера 195
Определение площадей, занимавшихся бывшими покровами пассивных
ледников 198
7. КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ ОЛЕДЕНЕНИЙ ПОЗДНЕГО НЕОПЛЕЙСТОЦЕНА
И ГОЛОЦЕНА В ПОЛЯРНЫХ ОБЛАСТЯХ ЗЕМЛИ 205
Изменения климата Арктики в голоцене 205
Изменения климата региона моря Лаптевых в голоцене 211
Последнее тысячелетие и Малый ледниковый период в Арктике 226
Малый ледниковый период в Антарктиде 240
4 7.5. Возможный механизм образования пассивных ледников в результате колебаний
климата 242
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 247
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 251
Введение к работе
Проблема генетической интерпретации отложений и рельефа в районах современных и древних оледенений остается весьма дискуссионной Одни и те же формы рельефа и отложения различные исследователи определяют как ледниковые или вовсе не имеющие никакого отношения к деятельности ледников По-видимому, существуют много причин давнему спору приверженцев классической ледниковой теории и их противников Одна группа причин явно субъективная и зависит от приверженности исследователей к какой-либо из теорий Другая - зависит от действительной сложности и многовариантности процессов рельефоформирования в областях оледенения, в частности, в полярных областях Земли и, возможно, от недостаточности сведений о рельефоформирующей активности ледников Исследования, проведенные в Арктике и Антарктиде показали, что в природе существует особый тип покровного оледенения, о котором наши представления весьма поверхностны
В данной работе делается попытка объяснения некоторых спорных проблем ледникового рельефоформирования на основе предположения о существовании, как в прошлом, так и в настоящем таких покровных ледников, морфология и способы формирования которых ранее были неизвестны, или которым не придавалось особого значения с точки зрения рельефоформирования Обнаруженные в современных ландшафтах полярных областях Земли пассивные ледники, которые ранее только предполагались при развитии прошлых оледенений, возможно, позволят понять процессы рельефоформирования перед фронтом отступающих ледников и, наконец, объяснить те особенности геоморфологического и геологического строения территорий, подвергавшихся оледенениям, которые являются причиной долго ведущихся споров приверженцев ледниковой теории и их противников
Объект исследования - пассивные ледники полярных регионов Земли, представляющие собой скопления снега, фирна и льда мощностью до 60-100 м, возникающие и деградирующие в течение десятков - сотен лет, в результате колебаний высотного положения снеговой линии, практически лишенные движения и возможности механического влияния на подстилающий рельеф, но значительно изменяющие перигляциальные ландшафты в результате стока и эрозии талых ледниковых вод, изоляции верхних горизонтов многолетнемерзлых пород от выхолаживания, вытаивания погребенного льда
Предмет исследований - возникновение и эволюция пассивньгх полярных ледников и оледенений в течение познего неоплейстоцена и голоцена
Цель и задачи исследований
Цель работы - обоснование идеи пассивного оледенения и определение роли этого типа оледенения в развитии природной среды полярных районов Земли Задачи
1 - анализ материалов предшествующих исследований о роли ледников в развитии
территорий российской Арктики и Антарктиды,
2 - обоснование концепции оледенений позднего неоплейстоцена и голоцена
архипелага Северная Земля, п-ова Таймыр, плато Путорана и оазиса Бангера (Восточная
Антарктида),
- обоснование существования современного пассивного оледенения в полярных областях и определение его роли в формировании рельефа Земли,
- выявление климатических колебаний в Арктики в течение последних 10 000 лет и за последнее тысячелетие,
- обоснование причин возникновения пассивньгх ледников и разновременности наступления ледниковых событий в различных частях Арктики и Антарктиды,
Научная новизна представляемой работы заключается в следующем Основные положения
- найдены и первично исследованы пассивные ледники в Арктике и Антарктиде, которые в силу своей маломощности вносят основной вклад в площадную деградацию оледенения последних десятилетий,
- выдвинута новая идея оледенения севера Евразии в позднем неоплейстоцене, заключающаяся в обосновании неодновременного, кратковременного и многократного возникновения на значительных площадях суши ледниковых покровов малой мощности,
- выявлена эрозионная роль талых ледниковых вод в формировании рельефа, и этим влиянием объяснено многообразие ландшафтов, возникших перед фронтом отступавших ледников вместо слабо физически обоснованных представлений о значительном механическом воздействии ледников на подстилающий субстрат;
- показано, что климатические колебания в Арктике в течение голоцена и последнего тысячелетия асинхронны,
- развивается представление об эрозионном происхождении озов и других форм рельефа, считающихся результатом аккумулятивной деятельности ледников,
7 Новизна регионального значения
1 - на примере островных арктических архипелагов показано, что вместо
гляциоизостазии воздымание земной коры обусловлено блоковыми неотектоническими и
современными движениями,
2 - зафиксированы следы колебаний уровня моря, не зависящие от
гляциоэвстатических причин, и выявлена трансгрессия моря с повышением уровня до 10
м около 2000 лет назад, по крайней мере, в меридиональном поясе 100 в д.,
- на основании обширных материалов собственных исследований построена схема горно-долинного и пассивного оледенения полуострова Таймыр и плато Путорана во время последнего ледникового максимума;
- показано, что во время последнего ледникового максимума наиболее глубокие котловины, прорезающие плато Путорана и заполненные озерами, не занимались ледниками, а озера были лишь ими подпружены;
5 - обосновано предположение о том, что в течение последнего ледникового
максимума ледниковый щит Антарктиды не расширялся настолько, чтобы материковым
ледниковым покровом были заняты прибрежные оазисы, в которых развивались
локальные покровные ледники пассивного типа;
- обнаружено, что в интервале времени между 9 и 10 тысячами лет назад на севере Евразии была нарушена зональность растительности и климатическая зональность, выражавшаяся в существовании типичных или южных тундр на арктических архипелагах, в то время когда южнее располагались арктические тундры,
- закономерности температурного режима многолетнемерзлых пород п-ова Ямал объяснены возникновением на его площадях пассивных ледников и фирновых полей в прошлом,
- определены пространственные и временные закономерности проявления Малого ледникового периода в Российской Арктике,
Новизна методических подходов
— изучены условия на границе лед-ложе на примере бурения конкретного ледника, где впервые практически доказано теоретическое представление о примерзании полярных ледников к ложу,
- предложен новый подход к определению колебаний климата голоцена в Арктике на основе анализа имеющихся спорово-пыльцевых данных и радиоуглеродных датировок;
3 - разработан новый подход к определению климатических и гидрологических
событий в бассейнах озер по наличию песчаных и гравийных прослоев в отложениях озер;
8 Защищаемые положения
1 В истории развития оледенений полярных регионов Земли в плейстоцене
пассивное оледенение всегда имело место и на отдельных этапах четвертичного периода
оно доминировало среди других типов оледенения
2 Пассивное оледенение не приводило к формированию значительных
аккумулятивных и экзарационных форм рельефа, но эрозионная деятельность талых
ледниковых вод ответственна за происхождение многообразных форм перигляциального
рельефа
3 Пассивное оледенение возникает и деградирует в течение времени, которое
существенно короче периодов возникновения и деградации ледниковых щитов
Пассивные ледники иногда накладываются на ледниковые щиты и купола
Асинхронность и периодичность колебаний климата полярных районов Земли приводит к разновременному возникновению различных форм оледенения
Пассивное оледенение - альтернатива существованию в прошлом ледниковых щитов на обширных пространствах осушенного шельфа и на континенте Евразия
Личный вклад автора
В основу диссертации положены материалы, собранные в результате полевых работ автора В период с 1974 по 2004 г г в 34 полярных экспедициях проведены комплексные географические исследования архипелагов островов Северная Земля, Шпицберген, Новосибирские острова, полуостровов Кольского, Таймыр и Ямал, устьевых участков рек Обь, Пясина, Нижняя Таймыра, Хатанга, Лена, Колыма, а также плато Путорана, Полярного Урала, северной части кряжа Прончищева, Беломорско-Кулойского плато, оазиса Бангера в Восточной Антарктиде
При написании работы проанализированы литературные и фондовые материалы, посвященные вопросам оледенения, строению четвертичных отложений полярных областей Земли Значительный фактический материал для данной разработки привлекался из фондов ВНИИОкеангеология и Полярноуралгеология. Апробация работы
Работа выполнена в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте при работе над следующими темами научного плана работ ААНИИ Реконструкция и анализ связей изменений климата в основных климатических провинциях Арктики за последние 10 тыс лет, Разработать на основе системного подхода концепцию оценки и требования к мониторингу глобальных и региональных антропогенных воздействий на природную среду и климат Арктики, Установить
9 особенности геоморфологических процессов и историю развития устьев рек Таймыро-Североземельской области, Оценить возможные изменения Североземельского ледникового комплекса, в том числе и под воздействием антропогенного влияния, Выявить особенности геоморфологических (в том числе русловых) процессов и историю развития устьевых областей рек бассейна моря Лаптевых
Исследования по теме работы также велись в ходе выполнения проектов по грантам РФФИ 96-05-65016 (Основные этапы развития озер и окружающих их ландшафтов на северо-западе и в Арктике России в позднем плейстоцене и голоцене), 00-05 64913 (Исследование состояния ледников российской Арктики как индикаторов изменений климата и их возможная эволюция на ближайшие десятилетия), 02-05-65296-а (Анализ климатических изменений в Арктике за период последних 10 000 лет на основе данных палеогеографических исследований) Кроме того, тема исследования разрабатывалась в ходе выполнения проектов российско-германской лаборатории имени Отто Шмидта «Климатические изменения и колебания уровня моря в регионе моря Лаптевых в голоцене на основании данных из континентального обрамления моря (п-ов Таймыр, дельта р Лена, архипелаги Северная Земля и Новосибирские острова)», «Ленточнослоистые озерные осадки как показатель изменчивости природной среды последнего тысячелетия в Российской Арктике»
Основные результаты работы докладывались и обсуждались в докладе на международной конференции «Морской перигляциал и оледенение Баренцево-карского шельфа в плейстоцене (Мурманск, 1998); 4 докладах на Всеросийском совещании «Главнейшие итоги в изучении четвертичного периода и основные направления исследований в XXI веке» (Санкт-Петербург, 1998), докладе на XII Гляциологическом симпозиуме (Пущино, 2002), 2-х докладах на XIII Гляциологическом симпозиуме (Санкт-Петербург 2004); 7 докладах на 2-ом симпозиуме международного проекта QUEEN (Санкт-Петербург, 1998); 2-х докладах на 3-ем симпозиуме международного проекта QUEEN (Ойстезе, Норвегия, 1999), 4-х докладах на 4-ом симпозиуме международного проекта QUEEN (Лунд, Швеция, 2000), 2-х докладах на 5-ом симпозиуме по международному проекту QUEEN (Страсбург, Франция, 2001), 2-х докладах на 6-ом симпозиуме международного проекта QUEEN (Шпитс, Швейцария, 2002), 4-х докладах на международном симпозиуме "Climate Drivers of the North" (Киль, Германия, 2002), докладе на международном симпозиуме «Климат и палеосреда во время последней дегляциации и в голоцене на Северо-западе России и вокруг Балтики» (Санкт-Петербург - Знаменка, 2001); 2-х докладах международного симпозиума по проекту PAGES «Палеосреда высоких широт» (Москва, 2002), докладе на 9-ом Международном
10 симпозиуме по Наукам о Земле в Антарктике (Потсдам, Германия, 2003), докладе на международной конференции «Морфология и геологическая природа глубоководных акваторий и подводных поднятий Арктического бассейна (Санкт-Петербург, 2003), 2-х докладах на VI Всеросийском гидрологическом съезде (Санкт-Петербург, 2004), в докладах ежегодных сессий Ученого совета ААНИИ (Санкт-Петербург) с 1998 по 2002 гг, докладе в Русском географическом обществе (Санкт-Петербург, 2001); докладе на Всеросийском научно-методическом совещании «Таймыр, малочисленные народы, природные условия, фауна, выдающиеся ученые» (Хатанга, 2001), докладе на Всеросийской школе-семинаре «Геоморфология гор и предгорий» (Барнаул, 2002) Научное и практическое значение работы
В зону интересов гляциологии, четвертичной геологии и геоморфологии вовлечено явление пассивного оледенения, различными проялениями которого можно объяснить многие противоречия в палеогяциологии и рельефоформировании в перигляциальной зоне
Практическое значение работы определяется-
разработкой климатических причин возникновения пассивных оледенений и оценкой изменений климата будущего на основе выявленных циклических колебаниях климата прошлого,
использованием результатов исследований для картирования четвертичных отложений, до настоящего времени ведущихся с совершенно противоположных позиций, зависящих от приверженности геологов ледниковой теории или теории преобладающих морских обстановок осадконакопления в четвертичное время,
- использованием полученных результатов в курсе лекций «Четвертичная геология»
факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного
университета
Структура диссертационной работы
Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка использованных источников
В диссертации 277 страниц, 72 рисунка и 6 таблиц, список использованных источников
насчитывает 321 источник
Благодарности
Автор приносит благодарность следующим ученым, в общении с которыми выкристаллизовалась идея работа Учителям и коллегам: Дмитрию Брониславовичу Малаховскому и Вячеславу Михайловичу Макееву. Коллегам по работе. Игорю Михайловичу Симонову, Владимиру Николаевичу Петрову, Олегу Леонидовичу Клементьеву, Владимиру Юлиевичу Потапенко, Александру Владимировичу
Космодамианскому, Владимиру Борисовичу Савину, чья поддержка была очень ценна при проведении арктических экспедиций, Валерию Дмитриевичу Клокову, Алексею Владимировичу Турчину, Николаю Александровичу Черных, Владимиру Федоровичу Гальченко за активную поддержку исследований, проведенных в Антарктиде, коллегам, от которых автор получал идеи и в общении с которыми у него самого рождались идеи Борису Григорьевичу Федорову, Владимиру Семеновичу Зархидзе, Евгению Владиславовичу Максимову, Евгению Евгеньевичу Мусатову, Владимиру Ивановичу Николаеву, сотрудникам кафедры геоморфологиии факультета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского университета: Андрею Ивановичу Жирову, Юрию Евгеньевичу Мусатову, Дмитрию Валентиновичу Лопатину, которые очень благосклонно отнеслись к работе и активно сподвигали автора к ее написанию, сотрудникам различных лабораторий, которые внесли большой вклад в насыщение работы фактическим материалом Ольге Федоровне Барановской, Дине Павловне Пономаревой, Хикмату Адиевичу Арсланову, Анатолию Николаевичу Молодькову, Ларисе Анатольевне Савельевой, Владиславу Юрьевичу Кузнецову, зарубежным исследователям, которые многому научили автора при проведении полевых исследований и создавали наиболее благоприятную обстановку для работы в поле Кристине Зигерт, Хансу Хуббертену, Вальдемару Шнайдеру, Перу Меллеру, Кристиану Хьорту, молодым коллегам, с которыми автор провел не один полевой сезон, и которые помогли оформить работу Григорию Борисовичу Федорову, Олегу Михайловичу Антонову, Максиму Валериевичу Павлову, Наталии Викторовне Болынияновой; всем сотрудникам российско-германской лаборатории Отто Шмидта, помогавшим автору в лабораторных исследованиях и оформлении результатов для представления на многочисленных конференциях, руководителю отдела географии полярных стран ААНИИ Льву Михайловичу Саватюгину за предоставление свободы действий в избранном для исследований направлении
