Bedded ground ice bodies in the light of data of Siberia's glaciation.pdf Введение Большая часть Сибири лежит в области холодного континентального климата, и создание полноценной картины развития её природных льдов является актуальной, касающейся проблемы прогностики окружающей среды задачей. Одной из её сторон и предметом острых споров выступает вопрос о генезисе пластовых залежей подземного льда. Дебатируется этот, прежде всего, в плане правомерности или неправомерности отнесения залежей ко льдам погребённых ледников. Порой озвучивается, что решение найдено, но потом спор разгорается вновь. Как пример можно привести работы Е.Г. Карпова по залежи льда «Ледяная гора» на Енисее. Этот исследователь долгое время считал залежь результатом неоднократных инъекций напорных подземных вод [Карпов, Григорьев, 1978], но затем перешёл на точку зрения сторонников её ледникового происхождения, изложив новый взгляд в монографии [Карпов, 1986]. Однако вскоре в соавторстве с Т.П. Кузнецовой выходит ещё одна монография Е.Г. Карпова [1989], и в ней говорится, что гипотеза о ледниковом происхождении пластовых залежей льда себя не оправдывает, и, наряду с её критической оценкой, в [Кузнецова, Карпов, 1989] вновь развёрнута детальная картина их внутригрунтового происхождения. Данный пример характерен и приведён не для того, чтобы показать непостоянство суждений определённого исследователя. Он демонстрирует: при решении задач такого рода возникают различные коллизии, даже одним автором один и тот же объект в разное время может освещаться с полярных позиций, и мешает в аналогичных ситуациях, прежде всего, односторонность оперирования данными. Цельное восприятие образа криосферы не подвергается сомнению, но нередко в подобных случаях специалисты-мерзлотоведы не вникают в детали гляциологических разработок, специалисты-гляциологи - в тонкости многолетнего промерзания горных пород, а геологи четвертичного направления обходят вниманием и то и другое. Иными словами, в исследовании объектов криосферы междисциплинарный подход декларируется, но на практике в отношении явлений, характеризующих разные её стороны, имеет место определённый недоучёт данных, особенно в плане взаимодействия мерзлотных и гля-циальных процессов. В итоге накапливается потенциал противоположных мнений, и в отношении пластовых залежей подземного льда это проявляется особенно ярко. © Шейнкман В.С., 2017 DOI: 10.17223/25421379/3/2 В силу того что главный вопрос, разделяющий исследователей в данном случае, касается верификации внутригрунтового происхождения пластовых залежей подземного льда или применения к ним модели первично гляциального образования, при проведении анализа проблемы автором во главу угла было поставлено освещение её с разных точек зрения. Поскольку именно объединяя их с позиций общей методологии науки криологии Земли и осуществляя междисциплинарный контроль результатов, реально охватить многосторонность данной проблемы и найти для неё приемлемое на сегодня решение. Основные дискуссионные моменты и история вопроса Отнесение залежей льда к реликтам древних ледников может обсуждаться лишь после доказательства реальности их развития и погребения под осадками, способными предотвратить таяние льда. Суть проблемы, таким образом, касается разных подходов к развитию ледников в условиях холодного континентального климата Сибири. Общие закономерности этого процесса разобраны автором в [Шейнкман, 2010; Шейнкман, Мельников, 2014; Шейнкман, Плюснин, 2015; Sheinkman, 2011; 2016], поэтому здесь только отметим, что в итоге проведённого им анализа сделан вывод, что с позиций законов развития оледенения в Сибири нет базы для возникновения ледниковых щитов, а образования, принимаемые за их следы, отражают специфику формирования речной сети. Вначале основой палеогляциологиче-ских реконструкций здесь служили альпийские схемы, но уже в 1930-1940-е гг. многими учёными они подверглись критике - наиболее ёмко это выразил И.Г. Пидопличко, писавший о гипертрофированном восприятии былых ледников [Пидопличко, 1946]. В 1950-1960-е гг. благодаря программе Международного геофизического года (МГГ) было установлено, что к востоку от Урала работают схемы оледенения, отличные от альпийских построений. Но затем, взяв последние за основу, ряд авторов [Архипов, 2000; Гросвальд, 2004] опять представили модели материковых ледников Сибири и гипотезу захоронения на длительное время их реликтов [Кап-лянская, Тарноградский, 1976; Соломатин, 1977]. Причём, как показывает анализ литературы, по-прежнему разногласия возвращают нас к спору о концепции [Воейков, 1881], когда суть сводится к тезису: прав был или не прав её автор, отрицая широкое распространение ледников в глубине Евразии. Это затрагивает принципиальные вопросы развития природы внутри материка, и уже в начале спора в нем приняли участие многие ведущие учёные - концепцию [Воейков, 1881] одни из них поддержали, другие стали её оппонентами [Черский, 1882; Берг, 1938; Обручев, 1951]. Подчеркнём: тренд оледенения используют при решении ключевых задач развития природы, и от модели, помещаемой в основу построений, зависит весь ход экстраполяций. Сегодня главные критерии формирования и сохранения различных льдов известны, и, используя краеугольный метод исследования - актуализм, по основным пунктам спора получить необходимую для его разрешения исходную информацию вполне реально. Уже не вызывает сомнения, что высокая снежность - благоприятный фактор для оледенения, но он препятствует развитию мерзлоты, а холодный континентальный климат способствует промерзанию пород, но противостоит широкому развитию ледников. Причём небольшая аккумуляция (в среднем до 50 г/см2 в год), при высокой летней абляции, и чуткая реакции на ритмику квартера термохрон-криохрон с шагом около 20 тыс. лет, не дают ледникам Сибири достичь формы больше долинных потоков льда [Шейнкман, 2010; Sheinkman, 2011; Шей-нкман, Мельников, 2014; Шейнкман, Плюснин, 2015]. В отличие от, например, Антарктиды - в её центре аккумуляция составляет около 2,5 г/см2 в год, но идёт она без абляции многие тысячи лет, или от Скандинавии, где аккумуляция до 200 г/см2 в год позволяет ледникам при похолодании быстро наращивать ледовую массу до ледникового щита. Сибирь расположена в основном южнее и около Полярного круга, и атрибутом здесь является тёплое лето, определяющее высокую абляцию на ледниках. Захоронение их в таких условиях на длительное время реально лишь в обстановках, возникающих крайне редко. Все ледники формируются здесь в горной местности, и морены, способные потенциально бронировать лёд, представлены преимущественно крупнообломочным материалом. Сквозь него, вызывая активное таяние льда под ним, с жидкими осадками, воздухом и талыми водами летом легко проникает тепло, и при омертвении льда его масса, будучи невозобновляемой, не сможет стабилизироваться (в отличие от ситуаций с внутригрун-товым льдообразованием [Втюрин, 1972; Фельдман, 1977]). Она, по данным многолетнего изучения автора и сделанного им анализа литературы, будет геологически быстро (десятилетия - первые столетия) стаивать, так как для формирования многометровой насыпи, способной играть роль теплоизолято-ра, на ледниках Сибири возможностей нет. Даже на Северо-Востоке Сибири, в районе со среднегодовой температурой воздуха около -17°С и её минимумом для Северного полушария -67,8°С, мёртвый лёд на ледниках обычно сохраняется, по данным наблюдений автора и опрошенных им очевидцев, в среднем до 100 лет. Однако применение отмеченных критериев к об-становкам прошлого к единству мнений пока не приводит. Во многом дело упирается в накопленные традиции. Судя по литературе, первое объяснение залежам льда дал О.Е. Коцебу: исследуя в 1816 г. берега Аляски, льды в их обрывах он счёл преобразованным погребённым фирном [Коцебу, 2011]. Позднее, изучая побережье моря Лаптевых, А.Е. Фи-гурин [1825] сделал вывод, что большая часть его подземных льдов - результат замерзания воды в мо-розобойных трещинах, а И.А. Лопатин [1876] во время Туруханской экспедиции 1866 г. установил их отличие от пластовых льдов; хотя, определив для первых мерзлотный генезис, за вторыми он все же оставил механизм трансформации лежалого снега и занесения его (а также льдин водоёмов) илом и песком. Но вскоре известный исследователь Арктики Э. В. Толль, будучи под сильным влиянием альпийских схем, вновь отнёс все подземные льды на её побережье к захоронениям метаморфизованного фирна [Толль, 1897]. Он считал мёрзлые толщи Сибири наследием былых эпох, его авторитет был высок, и многие авторы до 1950-х гг. относили подземные льды к погребённым реликтам прошлого. Оказало это влияние и на основателя мерзлотоведения М.И. Сумгина: в первом своём обобщающем труде он писал о подземных льдах как о внутригрунтовых образованиях [Сумгин, 1927], а в последнем [Сум-гин и др., 1940] - как об ископаемых свидетелях былого оледенения. Поколебало такой подход только вскрытие полигонально-жильного генезиса многих льдов и создание в 1950-х гг. цельной концепции льдообразования [Шумский, 1955; Попов, 1967; Втюрин, 1975; Романовский, 1977]. Хотя некоторые исследователи и сегодня обращаются к гипотезе [Толль, 1897], чтобы обосновать (как в [Гросвальд, 2004], например) для Сибири былые ледниковые щиты. Но не упоминают при этом, что Э.В. Толль их не предполагал - и он, и его последователи писали [Воллосович, 1905; Григорьев, 1932; Колосов, 1947] о маломощных ледниках-снежниках и фирновых полях площадного распространения. Их взгляды, в итоге, легли в основу концепции пассивного оледенения [Большиянов и др., 2013]. Что касается собственно термина «пластовый лёд», он стал применяться не так давно. В [Шумский, 1955] был предложен термин «интрузивные пласты льда» для инъекционных льдов. Затем генетическая нагрузка осталась в стороне, и акцент был перенесён на форму залежей. В [Втюрин, 1975], например, уточнено, что к залежеобразующим пластовым льдам следует относить различного генезиса крупные подземные ледовые тела толщиной свыше 0,3-0,5 м (близкая трактовка сегодня дана и в словаре [Геокриологический словарь, 2003]). Планомерное их изучение началось в 1960-е гг., причём практически одновременно на Чукотке [Гасанов, 1969], в Западной Сибири [Дубовиков, Корейша, 1964; Бау-лин, Дубиков, 1970; Дубиков, 2002; Крицук, 2010], в низовьях Енисея [Шмелев, 1967; Втюрин, 1972] и на севере американского материка [Mackay, 1971]. Название «пластовые льды» стало понятием собирательным, и затем на отдельном заседании Научного Совета по криологии Земли АН СССР было проведено их широкое обсуждение - результаты изданы в специальном выпущенном сборнике научных статей в 1982 г. [Пластовые льды... 1982]. Многое дала проведённая в Сибири в конце прошлого века обновлённая площадная геологическая съёмка. В частности, в Западной Сибири, порой считавшейся типичным регионом материкового оледенения, большинство исполнителей съёмки, на основе огромного массива полученных данных, констатировали для квартера широкое развитие криолитоге-неза, но покрытие ее ледниковым щитом отвергли [Кузин, 2005; Гусев и др., 2012; Жарков, Зиновьев, Трофимова, 2015]. Соответственно, и встречаемые здесь пластовые льды не могли считаться захороненными ледниковыми реликтами. Поэтому, хотя вопрос происхождения этих льдов во многом оставался открытым, ответ на него, так или иначе, нужно искать в объяснениях иного характера. Казалось бы, мнения, по крайней мере, в отношении детально изученных районов должны устояться. Однако рядом авторов по-прежнему безоговорочно поддерживаются и гипотеза о материковом оледенении Сибири [Архипов, 2000; Гросвальд, 2005], и отнесение к его реликтам многих пластовых льдов [Каплянская, Тарноградский, 1993; Соломатин, 2013]. Хотя в последние годы обобщены детальные исследования [Дубиков, 2002; Васильчук, Василь-чук, 2010; Крицук, 2010; Васильчук, 2011; Стрелецкая и др., 2012], наряду с уже имеющимися проработками [Баулин, Дубиков, 1970; Втюрин, 1972; Га-санов, 1984] исключающие возможность отнесения пластовых залежей льда к остаткам погребённых ледников. Методы исследования и использованные материалы Главная причина противоречий в отношении прошлого - приписывание разного происхождения одному генетическому типу явлений. Это ставит вопрос о верификации имеющихся гипотез, и, понимая под ними [Груза, Романовский, 1974] соответствующие известным фактам и объясняющие их взаимосвязи предположения, в нашем случае реально применить методологический подход [Гасанов, 1984], отработанный на многих порождённых холодом объектах. Суть его в том, что в ситуации, подобно нашей, противоречия разрешаемы, если, строго придерживаясь законов развития криосферы, также строго применять актуализм, используя его фундаментальный принцип переноса знаний о существующих объектах в прошлое - именно это помогает разобраться в сложном переплетении данных, когда явления интерпретируются с позиций разных составляющих науки криологии Земли. В целом же для наших объектов есть два пути верификация гипотез: прямых экстраполяций и стратегии проверки [Груза, Романовский, 1974]. Первый путь применим, когда имеется уверенность, что есть современные аналоги объектов прошлого; расхождения возникают, если анализируют не все факты, и снимаются в процессе дополнительного набора и более тщательного учёта эмпирических данных. Когда нет такой уверенности и необходимы эвристические процедуры - объединение фактов в рамках не поддающегося наблюдению явления и построение его модели с помощью обусловленных допущений, используется второй путь. Применяя методику [Гасанов, 1984] и опираясь на многолетний опыт работы в разных районах, автор провел верификацию основных моделей погребения ледников и сохранения их реликтов - с учётом возможных вариантов взаимоотношения залежей пластовых льдов и ледников. Частично этот вопрос был затронут им в [Мельников и др., 2013]; теперь он разобран в более широком аспекте, и поскольку в Сибири четвертичные образования отражают тесную связь различных криогенных процессов, анализ проведён в свете предложенной ранее [Мельников, 2014; Шейнкман, Мельников, 2014] концепции кри-оразнообразия. Под криоразнообразием подразумевается множество порождённых холодом объектов, и, изучая их несходные неповторяющиеся элементы, каждый из которых несёт свой особый объем информации, можно получить необходимое поле объективных перекрёстных данных. Используя их, автор сделал акцент на учёте, по возможности, всех порождённых холодом явлений, протекающих в условиях специфичных мерзлотно-гляциальных об-становок Сибири. Верификация возможных моделей погребения ледникового льда в Сибири Анализ с позиций общих подходов. Сторонники ледникового генезиса пластовых залежей льда привычно считают, что его погребение и затем длительная консервация под отложениями морены - это факт, не нуждающийся в Сибири в особых доказательствах. Часто при этом ссылаются на данные М.М. Корейши [1963], который описал бронирование отступающих горных ледников и затем отчленяющегося от них мертвого льда в условиях криоли-тозоны. Но описанное в [Корейша, 1963] бронирование ледников мореной не означает их погребение на длительное время [Мельников и др., 2013; Шейнкман, 2010; Шейнкман, Мельников, 2014]. М.М. Корейша, став позднее изучать пластовые льды [Дуби-ков, Корейша, 1964; Корейша, Хименков, Брыксина, 1981], исключил их ледниковое происхождение, сделав это в противовес авторам, вернувшимся в 1970-х [Каплянская, Тарноградский, 1976; Солома-тин, 1977] к восприятию подобных льдов как реликтов материкового оледенения Сибири. Об их ледниковом генезисе эти авторы даже стали писать [Кап-лянская, Тарноградский, 1993] как о надёжно установленном факте. В [Соломатин, 2013], например, наряду с раскрытием в широком спектре хода формирования подземных льдов, о пластовых льдах, тем не менее, высказано однозначно: «В настоящее время строго доказана погребённая глетчерная природа пластовых льдов... и остаётся открытым вопрос о происхождении лишь некоторых пластооб-разных залежей льдов...» [Соломатин, 2013, с. 140]. Хотя есть и переходные мнения: например, в [Шпо-лянская, 2015] для большинства пластовых льдов обоснован внутригрунтовый генезис, но упомянутая залежь «Ледяная гора» на Енисее все же сочтена захороненным реликтом спускавшегося с плато Путо-рана ледника. Обратимся ещё раз к работам М.М. Корейши: он долго изучал ледники, и его трудно обвинить в предвзятости к ледниковой гипотезе; в [Корейша, Хименков, Брыксина, 1981, с. 65-66] подчёркнуто: «Очень заманчивые попытки объяснить генезис подземного льда действием одного механизма льдообразования, к сожалению, далеко не всегда могут привести даже к частному, региональному решению проблемы, не говоря уже о ее общем решении... С этой точки зрения поиски чисто внешних аналогий в строении, например, ледниковых метаморфических льдов и деформированных подземных являются методической ошибкой». Фактически этими словами озвучено, что к данной проблеме не должно быть упрощённых подходов - криоразнообразие отличается большим набором элементов, распознать взаимоотношение которых позволяет лишь строгий учёт всех вариантов их сочетания. Сегодня для этого уже есть пригодные для использования в Сибири, обобщающие широкий спектр данных по геологической деятельности ледников, работы [Лаврушин, 1976; Патерсон, 1984; Серебряный и др., 1984; Серебряный и др., 1989; Boulton, 1996; Большиянов, 2006], и, опираясь на них, раскрыть рассматриваемые явления вполне реально. Подчеркнём: для геологически длительной консервации льда ледников даже среди мёрзлых толщ нужен соответствующий теплозащитный покров. Возьмём как пример обстановок с развитой криоли-тозоной Якутское Приполярье. В песчаных отложениях толщина сезонно-талого слоя здесь около 1 м, в мелкообломочных с заполнителем - увеличивается до 2,5 м и резко возрастает в крупнообломочном материале [Васильев, 1982]. В Сибири среди морен преобладает крупно- и грубообломочный материал небольшой мощности, и, как отмечено выше, летом сквозь него с жидкими осадками, воздухом и талыми водами легко проникает тепло, и при омертвении льда его масса, будучи невозобновляемой, не сможет стабилизироваться и начнёт вытаивать. Нет здесь условий для формирования отмеченного плаща ни за счет поставки нужного материала талыми ледниковыми водами, ни за счёт выработки и отложения так называемой ледниковой муки, которая продуцируется в придонных слоях (где нет условий для погребения крупных блоков льда - об этом речь пойдёт ниже). Иными словами, создание требуемой теплозащиты [Фельдман, 1977] ни из тонкодисперсных отложений малой мощности, ни из крупнообломочной толщи в несколько метров, на ледниках Сибири нереально, что будет показано ниже. Напомним: расположены современные ледниковые центры в горной местности, и они же были очагами крупного оледенения во времена криохронов. Рельеф может быть подчинён оледенению (покровные ледники) или оно подчинено ему (долинные ледники), но на равнинах ледников нет - они лишь предполагаются (как и захоронение льда в их пределах) сторонниками соответствующих гипотез. Их верификация по методике [Гасанов, 1984] возможна путём использования эвристических процедур - объединения данных по не поддающимся наблюдению явлениям, что связано с рядом допущений, обусловленность которых субъективна и нередко противоречит конкретике. Но, опираясь собственно на факт продуцирования морен, сторонники ледникового генезиса пластовых льдов априори допускают их длительное погребение мореной и относят эти льды к реликтам ледников, применяя модель моренообразования, созданную умозрительно для равнин Европы (аналогов предполагаемым равнинным покровным ледникам нет в современности). Хотя многие исследователи существование ледниковых щитов к востоку от Урала отвергают, и в любом случае ледовый седиментогенез здесь имеет свои особенности - рассмотрим их. Потенциал погребения льда мореной приповерхностного мореносодержащего слоя. Ледник работает как конвейер: на него сносится, и им же перемещается в краевую часть осыпной материал со склонов вмещающих форм рельефа и обтекаемых льдом останцов-нунатаков. В итоге формируется содержащий морену приповерхностный слой льда, толщина которого и объем обломков в нем зависят от активности их поступления и степени впаивания в лёд. В условиях Сибири летом крупные обломки не успевают днём, компенсируя их охлаждение ночью, накопить тепло для впаивания в лёд: они будут или лежать на поверхности, или локально затенять её и предохранять от таяния на некоторое время, образуя ледниковые грибы (рис. 1, I). Относительно глубоко проникают в лёд обломки размерности среднего щебня: летом они успевают днём прогреться полностью и впитать тепло, достаточное для впаивания в лёд даже на холодных ледниках Сибири на первые дециметры. Но мелкозём впаивается в лёд плохо -каждая его частица вбирает мало тепла и быстро отдаёт его льду. Обычно это (рис. 1, II) разносимый талыми водами песок и мелкий гравий: залегая дисперсно и затемняя лёд, они усиливают таяние, а если скапливаются, образуя местами сплошное покрытие, то на определённом участке это также предохранит подстилающий лёд от активного таяния. Но источников материала и условий, чтобы сформировать плащ площадного типа, способный на геологически длительный срок законсервировать крупные блоки льда, на ледниках Сибири нет. Рис. 1. Различные варианты покрытия ледниковой поверхности обломочным материалом. Ледник Азаровой, хребет Кодар. Июль, 2013 г. I - ледниковый гриб, образованный в результате затенения и частичного предохранения льда от таяния под крупным обломком; II - остающийся на поверхности льда мелкозём; III - пылеватые эоловые отложения в фирновой области; IV- сплошное покрытие обломочным материалом краевой части ледника. Фото из архива автора Fig. 1. Different modes of glacial surface covering by debris. Azarova's glacier, Kodar Range I - glacial mushroom; II - small-grained debris remaining on the surface of ice; III - silty aeolian deposits in the firn area; IV- continuous glacial covering in the end part of the glacier. Photos from the author's archive Автором [Чувардинский, 2012] отмечено, что обломки с поверхности могут прошивать всю толщу ледника и даже питать донную морену. Однако проплавить холодный лёд на большую глубину обломки без поступления к ним дополнительного тепла не в состоянии. Они могут проникать только через отдельные трещины, но это явление локальное. А в области питания ледника, где имеет нисходящее движение льда, лёд в основном чистый. Здесь оседает преимущественно эоловый мелкозём - обычно он отделяет тонкими слоями разные порции снега, особенно сезонного (рис. 1, III). Общую картину это принципиально не меняет -масса такого материала невелика, как и редких обломков со склонов, которые достигают центральной части фирновых полей, и, будучи затем погребёнными под слоями питающей ледник снежной массы, вовлекаются в нисходящее движение льда. Больше обломков аккумулируется по периферии ледника - в виде боковой морены у склонов и, поскольку он работает как конвейер, в его краевой части, которая в случае стационарности ледника станет перегружаться обломками. Крупные обломки будут, накапливаясь, вымащивать поверхность, и такой её облик создаёт у наблюдателя ощущение, особенно на горных ледниках, что здесь их слой имеет большую мощность, хотя она невелика и в этом случае (рис. 1, IV) - в целом количество обломков в объёме приповерхностного, содержащего морену льда обычно не превышает 25% [Серебряный, Орлов, Соломина, 1989]. Поскольку в краевой части ледников, особенно горных (рис. 2, II), концентрация обломков на поверхности возрастает, они начинают облекать основное тело льдистой конечной морены, которое большей частью слагается аккумулируемым здесь материалом базальной морены [Серебряный, Орлов, Соломина, 1989]. Доля крупных обломков в её объёме в любом случае значительна, и так как сквозь них летом легко проникает тепло, она тоже будет активно протаивать. Даже когда бронирование усиливается при отступании ледников, предохранит это лёд ненадолго. Оно охватит значительную часть области абляции, и содержащий обломки приповерхностный лёд станет преобразовываться, вместе с другим вытаивающим материалом, в абляционную морену. Её сторонники ледникового генезиса пластовых льдов считают главным фактором их захоронения, но, повторим, сквозь материал такой морены с талыми водами и воздухом летом легко проникает тепло, и при омертвении льда его масса стабилизироваться, будучи невозобновляемой, не может и вытаивает. Таким образом, приповерхностный мореносо-держащий лёд в условиях холодных ледников Сибири не является фактором длительной консервации лежащего под ним чистого льда. Отметим также, что ситуации, когда рельеф подчинён оледенению и когда оно подчинено ему, будут существенно отличаться. В первом случае источником материала, поступающего к поверхности ледника, являются расположенные далеко друг от друга борта его долины и редкие, обтекаемые потоком льда остан-цы-нунатаки, от которых протягиваются обособленные полосы срединной морены. Кроме того, в краевой зоне по плоскостям внутренних сколов могут изредка подниматься [Евтеев, 1964] отдельные порции мореносо-держащего льда, формирующегося в придонном слое ледника, но его мощность невелика, как не велико в данном случае в совокупности и питание морен (см. ниже). Так что внешне ледник в основном будет выглядеть чистым. Накапливается тогда, главным образом по периферии потока льда, выдавленная к бокам и перемещённая к его концу донная морена [Серебряный, Орлов, Соломина, 1989], что хорошо видно на рис. 2, I, на котором показан один из выводных ледников Новой Земли. Причём в этой морене тоже преобладает материал, не препятствующий прониканию сквозь него летнего тепла. Намного больше обломков содержит абляционная морена на горных ледниках. Оледенение в этом случае подчинено рельефу, и для сравнения с предыдущей ситуацией на рис. 2, II показан ледник Большой Правый Актру, полностью находящийся в пределах криолито-зоны крупный холодный ледник на Алтае. (Вблизи границы питания у ледников на подошве слоя нулевых теплооборотов лёд охлаждён до температуры ~ -14°С, на языке ледника - до -4°С, и со всех сторон они окружены мёрзлыми породами [Шейнкман, 2010; Шейнкман, Мельников, 2014].) Реагируя на текущее потепление климата и усиление абляции, ледник Большой Правый Актру отступает, его языковая часть мертвеет (рис. 2, II) и бронирована уже почти полностью. Поступает обломочного материала много: в отличие от покровных ледников его источник - большая поверхность склонов, поднимающихся над ледовым телом и активно подвергающихся в условиях криолитозоны выветриванию; способствуют перемещению обломков на ледник и активные коллювиальные процессы, обусловленные тектоникой. Значительную часть ледника покрывают и срединная морена, образующаяся при соединении у составляющих ледник потоков льда их боковых морен. Но даже при такой обеспеченности материалом чехол морены ненадолго задерживает вытаива-ние льда, что было подтверждено рядом надёжных свидетельств. В середине XX в. ледник Большой Правый Актру еще соединялся с ледником Большой Левый Ак-тру, спускающимся из соседней долины, а в конце XIX в. и с другими ледниками в верховьях долины Ак-тру. Но, несмотря на расположение в области глубокого промерзания горных пород, ныне ледники разделяет пространство в несколько километров - ледниковый лёд на нем вытаял из-под морены, по свидетельству очевидцев, уже за первые десятилетия [Тронов, 1949], и сегодня в толще морены здесь фиксируются только текстуры, отражающие её последующее промерзание. Ещё характерный пример - долина Чаган-Узун, расположенная в условиях с более сильным промерзанием горных пород и с одним из крупнейших ледников Алтая в её верховьях - Софийским (рис. 3), где наблюдения автором ведутся уже много лет. Рассмотрим их (включая данные за последние десятилетия и результаты реконструкции положения морен малой ледниковой эпохи), подчеркнув следующее. Во-первых, долина Чаган-Узун расположена в зоне Алтайского минимума температур воздуха (-62°С), по глубине уступающего только Забайкальскому (-64°С) и Верхоянскому (-67,8°С) минимумам. Во-вторых, для сравнения ситуаций есть данные наблюдений, полученные здесь в конце XIX в. В.В. Сапожниковым [Сапожников, 1901; Сапожников, 1912]. В-третьих, в 2003 г. в долине произошло сильное землетрясение интенсивностью около 9 баллов, по следам которого автору сразу удалось провести наблюдения, и в зоне свежих деформаций можно было отслеживать прежде скрытое строение мёрзлых толщ. Ситуация у ледника Софийского на 1985 г., когда автор начал проводить наблюдения в данной долине, отображена на рис. 3, I, а недавняя ситуация (на 2013 г.) - на рис. 3, II. Как видим, практически в отношении морен малой ледниковой эпохи она не отличается, так как погребённый ледниковый лёд здесь давно вытаял. На рис. 3, III для наглядности также представлена схема развития ледника в малую ледниковую эпоху, привязанная к реперным данным В.В. Сапожникова [1901, 1912], а на рис. 3, IV -трёхмерная модель долины. Согласно [Сапожников, 1901; Сапожников, 1912] в 1898 г. от нижнего края оз. Акколь до ледника было 150 м, и в 1911 г. ледник ещё упирался в верхний край озера, ниже которого виднелись из-под морены блоки ледникового льда. Но менее чем через полстолетия расстояние от ледника до озера, как было установлено преемниками В.В. Сапожникова, составляло более 1 км, причём весь погребённый лёд ниже озера к тому времени вытаял [Тронов, 1949]. В дополнение рассмотрим ситуацию в долине Ча-ган-Узун после землетрясения 2003 г. в пределах залегания различных морен мёрзлые толщи, вскрытые трещинами и сбросово-оползневыми деформациями, выделялись темной и влажной оттаиваемой поверхностью, но погребённых льдов нигде не было обнаружено (рис. 4, I, II). Помимо льда-цемента встречались маломощные инъекционные льды (рис. 4, III), но они обычны для данной долины, хотя фиксировались чаще, чем в прежние годы, так как блоковая тектоника порождала перераспределение потоков подземных вод и их внедрение в толщу пород в новых местах. Рис. 2. Различный характер покрытия мореной покровных и горных ледников I - один из выводных ледников Новой Земли (фото из http://club.berkovich-zametki.com/wp-content/uploads/2014/06/ Astronomicheskiy-glacier-Inostrantseva-Gulf-Novaya-Zemlya.jpg); II - ледник Большой Правый Актру, Северо-Чуйский хребет. Алтай; июль 2011 г. (фото из архива автора) Fig. 2. Different character of moraine covering at ice sheets and at mountain glaciers I - one of Novaya Zemlya's outlet glaciers (photo from the archive of http://club.berkovich-zametki.com/wp-content/uploads/2014/06/ Astronomicheskiy-glacier-Inostrantseva-Gulf-Novaya-Zemlya.jpg); II - Bol'shoi Praviy Aktru Glacier, North Chuiskiy Range. Altai; July, 2011 (photos from author's archive) Потенциал погребения льда мореной придонного мореносодержащего слоя. Воздействие ледников на их ложе является другим элементом моренообразо-вания. Часто, когда говорят о мореносодержащем льде, как раз имеют в виду слои с основной мореной. В Сибири о таком льде говорить нужно скорее как о высокольдистой мёрзлой толще («ледниковой мерзлоте» по [Hughes, 1973]) - важном элементе седи-ментогенеза на ледниках [Лаврушин, 1976], но мощность и объем базальной морены, как выясняется сегодня, невелики; об этом свидетельствуют и опыт работы автора на разных ледниках, и проведённый им анализ литературы. К тому же сегодня строение многих ледников вскрыто бурением, что уже определило переосмысление многих процессов морено-образования. Рис. 3. Ледник Софийский и моренный комплекс малой ледниковой эпохи вблизи него, Южно-Чуйский хребет, Алтай I - ситуация на июль 1985 г.; II - ситуация на июль 2013 г.; III - совместная с Ю.В. Паржаюком реконструкция разных положений ледника по данным геоморфологической и лихенометрической съёмки: 1 - начало XVII в.; 2 - середина XVII в.; 3 -конец XVII - начало XVIII в.; 4 - середина XVIII в.; 5 - конец XVIII - начало XIX в.; 6- середина XIX в.; 7 - конец XIX в.; IV-трёхмерная модель долины на основе системы Google map. Фото из архива автора Fig. 3. Sofiyskiy Glacier and the Little Ice Age moraine complex near it, South Chui Range, Altai I - situation at a point of July 1985; II - situation at a point of July 2013; III - jointly with Y.V. Papzhayuk reconstruction of different state of the glacier by data of geomorphological and lichenometric survey: 1 - beginning of XVII century; 2 - middle of XVII cent.; 3 -end of XVII century - beginning of XVIII century; 4 - middle of XVIII century; 5 - end of XVIII century - beginning of XXI century; 6 - middle of XIX century; 7 - end of XIX century; IV- a three-dimensional model of the valley at a base of the Google map system. Photos from author's archive Долгое время считалось, что в основании ледниковых щитов содержащий морену слой льда имеет большую, сопоставимую с мощностью всего ледника толщину и в нем много обломочного материала. Но сегодня выяснено, что такие оценки завышены: это связано со стереотипом восприятия ледников по внешнему облику их краевой зоны: она в первую очередь предстаёт взгляду, нередко перегружена мореной (см. рис. 2), и таковыми ледники обычно запоминаются. В Антарктиде уже при изучении по программе МГГ геологической деятельности ледников заметная толща придонного мореносодержаще-го льда с обломками разной размерности (включая отдельные 1,5-метровые валуны) зафиксирована была только у края выводных ледников, причём его мощность (30-40 м) относительно толщины ледников была несопоставимо мала [Евтеев, 1964]. При рассредоточении материала во льду в местах соединения потоков льда иногда наблюдались слои с обломками мощностью до 100-150 м, но представлены обломки были тогда преимущественно дисперсно распределённым мелкозёмом. Характерно, что доля обломков в содержащем морену льду только у самого днища ледникового щита доходила до 25%, а в целом она составляла менее 2%, т.е. содержание в таком льду обломков невелико. Вытаяв, они распределяются в виде базальной морены около 70 см толщиной, лишь в отдельных местах несколько увеличивающей мощность до 1-3 м [Евтеев, 1964]. Позднее лёд Антарктиды был пройдён серией скважин, и как в отдалении от краевой части выводных ледников, так и на шельфе керны практически по всей толще льда были чистые [Gow, Epstein, Sheehy, 1979; Tulaczuk et al., 1998; Engelhard et al., 1990; Dowdeswell et al., 2004; Талалай, 2011; Talalay, 2013], только у самого ложа фиксировались малой мощности (первые метры) слои льда с включением мелкозёма. Причём в нём миллиметрами измерялись лишь отдельные частицы. Иными словами, мореносо-держащего льда с включением заметной доли обломочного материала, тем более крупного, за пределами краевой зоны выводных ледников не обнаружено. Аналогичная картина наблюдается на ледниковых щитах Арктики, многие из которых тоже пройдены бурением. Чтобы не перегружать текст перечислением данных, сошлёмся на не так давно опубликованные обзоры [Большиянов, 2006; Талалай, 2011; Чу-вардинский, 2012; Talalay, 2013] и для примера рассмотрим свежие материалы по керну 3054-м скважины GISP-2, прошедшей весь ледниковый щит Гренландии [Bierman et al., 2014]. Лишь у ложа ледника она зафиксировала слой льда с мелкими валунами около полуметра толщиной, выше которого располагался 13-метровый слой с рассеянными алевритовыми частицами. Весь остальной лёд был чистым. (Причём придонный лёд имел возраст около четверти миллиона лет и, будучи охлаждён до -9°С, был приморожен к ложу.) Более значительной мощности базальный мореносодержащий лёд отмечен в Арктике также лишь в краевой части ледников, куда перемещается влекомый ими материал. Например, описана его 35-40-метровая толща на ледниках Шпицбергена [Гляциология Шпицбергена, 1985], причём отмечено, что даже из такой толщи может образоваться лишь 5-7-метровый слой грубой морены. Рис. 4. Следствие тектонических деформаций горных пород в результате землетрясения 2003 г. в верховьях долины р. Чаган-Узун, Южно-Чуйский хребет, Алтай Пояснения в тексте. Фото из архива автора Fig. 4. Consequence of tectonic deformations in rocks as a result of the earthquake in 2013 in the upper reaches of the Chagan-Uzun Valley, South Chuiskiy Range, Altai Explanations in the text. Photos from the author's archive Ледники Шпицбергена ещё находятся под влиянием Атлантики и единственные в островной Арктике лежат на не мёрзлом ложе, хотя у поверхности они холодные. Согласно теории ледники на теплом основании должны воздействовать на него намного активнее, чем примороженные к нему [Шумский, Красс, 1983; Патерсон, 1984; Boulton, 1996]. Однако исследования на различных тёплых и двуслойных ледниках показали [Серебряный и др., 1984; Гляциология Шпицбергена, 1985; Серебряный, Орлов, Соломина, 1989], что в объёме моренообразования существенных отличий у них от холодных ледников не прослеживается. Лучше мореносодержащий лёд у ложа, как и в случае приповерхностного слоя, выражен на горных ледниках. В отличие от оледенения с караваеобраз-ными ледовыми телами, с подчинённым ему рельефом, когда потоки льда растекаются от центра к периферии и в основном воздействуют на своё днище, горные ледники текут линейно и активно обрабатывают, в режиме подпруживания вмещаемыми долинами, не только основное ложе, но и его боковые, прибортовые части. Однако даже на крупнейших из них мощность придонного мореносодержащего льда обычно измеряется первыми метрами [Лаврушин, 1976; Серебряный и др., 1984; Серебряный, Орлов, Соломина, 1989]; объем обломков в нем с

Скачать электронную версию публикации