Строение и история развития литосферы
Шрифт:
Среди адвекционных событий выделяются два типа: это адвекция атлантических вод (ААВ) в Арктический океан и соответственно полярных вод (АПВ) в Атлантику. ААВ в высокоширотную Арктику способствовали термодинамической неустойчивости морского ледового покрова; с ними в Арктику приносился поток тепла, который оказывал также влияние на природную обстановку прилежащей суши. С ААВ связано проникновение в Арктику планктонной микрофауны, элементы которой обнаружены далеко на востоке в голоценовых отложениях моря Лаптевых. Необходимо отметить, что ААВ в Арктический океан происходит и в настоящее время (рис. 2).
Рис. 2. Адвекция современных атлантических вод.
Что касается адвекций полярных вод в Атлантический океан, то их проявления фиксируются также неоднократно по морской биоте в осадках, а также по повышенному содержанию в них материала
Важно подчеркнуть, что в позднем плейстоцене и голоцене оба типа адвекций происходили неоднократно, сменяя друг друга.
Обобщая имеющиеся материалы, необходимо подчеркнуть важнейшие особенности рассматриваемого типа океанских гидрологических событий. К ним относятся прерывисто-нестабильный, даже импульсивный тип проявления, пространственная изменчивость. Неодинаковая длительность, максимальная из которых может достигать 5 тыс. лет, а минимальная – нескольких сотен лет. С разными типами адвекций связана своя микробиота. Для поверхностных вод ААВ были свойственны неодинаковые SST, что нашло свое отражение в образовании различных природных ландшафтов в бореальной области. Важно отметить, что по геохронологическим данным проявления ААВ достаточно уверенно могут коррелироваться с термохронными, криохронными, интерстадиальными, стадиальными и межледниковыми событиями бореальной области Европейской части России. Установленные различия в палеоландшафтах, различная длительность ААВ и, как будет показано ниже, различные поверхностные температуры водного потока, естественно, свидетельствуют о неодинаковой мощности теплового потока, приносимого в Арктический океан. Все это позволяет говорить о различных таксономических рангах рассматриваемого типа адвекций. Более того, имеющиеся данные по проявлениям ААВ показывают, что время от времени данная океанская тепловая машина прекращала свою деятельность (или ее влияние оказывалось незначительным), если поток атлантических вод уходил под поверхностные полярные воды. В любом варианте в этом случае одной из важных особенностей ААВ являлась достаточно значительная динамичность и даже не исключается прерывистость проявления.
Что касается событий АПВ, то в климатическом плане они соответствуют похолоданиям – криохронным, ледниковым и стадиальным климатохронологическим событиям, что особенно проявлялось в северной половине Атлантики.
В целом, сложные процессы изменения структуры океанских течений оказывали существенное влияние на глобальную океанскую термохалинную циркуляцию и соответственно на формирование климата. Существующая в Мировом океане схема термохалинной циркуляции отражает современную модель данного водного конвейера, отвечающую в лучшем случае межледниковью. Однако можно полагать, что отмеченная выше динамика разного типа адвекционных событий, происходивших в северном секторе Атлантики, осложненная притоком значительной массы позднеледниковых талых ледниковых вод разных оледенений, могла вносить существенные изменения в рассматриваемый глобальный конвейер и соответственно в климатическую зональность интересующей нас северной половины Атлантического океана. На рис. 3 и 4 показана климатическая зональность Атлантики для времени максимума последнего оледенения и части среднего валдая. Последняя реконструкция сделана для временного среза 40 тыс.л.н. В основу этих реконструкций положены многочисленные результаты изучения микрофауны из отложений Северной Атлантики. Как ясно из сравнения реконструированной климатической зональности для отдельных этапов позднего плейстоцена – между ними много различий. Это позволяет сделать вывод о том, что океанская термохалинная циркуляция, игравшая значительную роль в образовании рассматриваемой зональности, была также подвержена значительным изменениям, что сказывалось на циркуляции воздушных масс и соответственно климата на прилежащей, по крайней мере, внетропической части суши. В этой связи следует полагать, что структура глобальной термохалинной циркуляции в квартере была очень динамична и неоднократно подвергалась существенным преобразованиям.
Рис. 3. Поверхностная циркуляция вод в Атлантическом океане в максимум последнего оледенения – 18 т.л.н. (по Бараш, 1988). Круговороты: ССПЦК – северный субполярный циклонический, ССТАК – северный субтропический антициклонический, ЭЗ – экваториальная зона сложной циркуляционной структуры. Фронты: СПФ – северный полярный, ССПФ – северный субполярный, СТК – северная субтропическая конвергенция, СТФ – северный тропический.
Рис. 4. Поверхностная циркуляция вод в Атлантическом океане в среднем валдае около 40 т.л.н. (по Бараш, 1988). Условные обозначения см. на рис. 4.
Еще одно важное гидрологическое событие – это неоднократно происходившие гляциоэвстатические изменения уровня океана, которые возможно объединить в гляциоэвстатические циклы (регрессия и последующая трансгрессия). Как известно, во время наименьшего последнего плейстоценового покровного оледенения уровень Мирового океана снижался примерно на 110–120 м (Марков,
Во время оледенения наиболее значительными событиями явились: значительное расширение суши, существенное обмеление водных бассейнов, по крайней мере – западно-арктических морей, широкое распространение ледниковых покровов на континентальные окраины.
Во время деградации оледенения – в позднеледниковье – по существу, тренд изменения соотношения суши и моря имел обратную направленность, что было связано с быстро развивающейся позднеледниковой трансгрессией. На мелководных шельфах современных Баренцева и Карского морей в ходе трансгрессии с большой скоростью происходило разрушение последнего ледникового покрова. При этом это было связано не только с поверхностной, но и с экстремальной субмаринной абляцией ледникового покрова. В результате в зарождающемся в позднеледниковье мелководном осадочном бассейне господствовало специфическое осадконакопление, важнейшей особенностью которого было преобладание гляциотурбидитов. Среди последних значительная роль принадлежала суспензионно-мутьевым потокам, которыми был обусловлен лавинный тип седиментогенеза (Лаврушин, 2005). С этим седиментационным процессом связано накопление толщи ленточноподобных ритмичнослоистых отложений с прямой градационной слоистостью. Максимальная мощность толщи отложений подобных образований, накопившихся примерно за 2000 лет, в Баренцевом море достигает 70 м (Чистякова, Лаврушин, 2004). Поляк и др. (Polyak et al., 1995) установили, что накопление этой толщи происходило в два кратковременных этапа гляциомаринной седиментации. Первый из них охватывал интервал времени 12,7–12,2 тыс. л.н. (14C возраст) – беллинг, а второй 10,5–9,9 тыс. л.н. вторая половина молодого дриаса – начало пребореала, что соответствует двум экстремальным импульсам гляциомаринной седиментации в Норвежском море в ходе происходившей позднеледниковой трансгрессии (Polyak et al., 1995).
В последние годы по опубликованным материалам А.С. Лаврова и Л.М. Потапенко (2005) удалось реконструировать более детальную динамику позднеледниковой трансгрессии. По данным этих исследователей на юго-восточном побережье Баренцева моря от Чешской губы до Хайпудырской губы почти повсеместно на протяжении 800 км распространена так называемая прибрежная терраса, максимальная высота которой достигает 30 м. Одной из важных особенностей строения этой террасы является наличие в толще прибрежно-морских отложений прослоев разновозрастных торфяников, свидетельствующих о регрессивных кратковременных фазах в развитии позднеледниковой трансгрессии. Анализ имевшихся многочисленных радиоуглеродных датировок этих торфяников (Лавров, Потапенко, 2005), а также опубликованные материалы по смежным регионам (Polyak et al., 1995 и др.) позволили создать более детальную динамику изменений уровня Баренцева моря во время позднеледниковой трансгрессии (рис. 5). Прежде всего было установлено, что ее максимальный уровень был около 11 тыс. л.н., т. е. в аллероде. Позднее выявился прерывисто-снижающийся тренд трансгрессии, который своего минимума достиг около 10,3 тыс. л.н. Это наиболее крупная регрессивная фаза, названная нами событием Варандей, имела возраст около 10,5–10,3 тыс. л.н. Это событие выделяется по торфянику, вскрытому на дне моря на глубине около 15 м вблизи пос. Варандей, который отражает наиболее низкое положение уровня моря. Кроме того установлены еще две кратковременные регрессивные фазы, возраст которых, судя по датировкам торфяников, был около 10,0–9,7 и 9,3–9,0 тыс. л.н. В целом упомянутые фазы снижения уровня позднеледниковой трансгрессии связаны, скорее всего, с кратковременными глобальными похолоданиями, которые существенно замедляли процессы деградации ледникового покрова. Остается лишь дополнить, что еще одна более древняя регрессивная фаза фиксируется на временном уровне около 11,7 тыс. л.н.
Необходимо также напомнить, что одной из важных особенностей деградации частей ледниковых покровов, находившихся на шельфах, является активное разрушающее воздействие на глетчерный лед вод позднеледниковой трансгрессии. Эти воды, внедряясь по трещинам в толщу льда, при одновременном повышении уровня моря образовывали многочисленные заливы, глубоко вдающиеся в шельфовый ледниковый покров, что способствовало повышению скорости его деградации (Гросвальд, 1983). Подобный процесс разрушения шельфового ледника был отнесен нами к одному из типов субмаринной абляции.
Итак, подведем некоторые итоги. Своеобразие процесса дегляциации арктических шельфов было связано не только с потеплением климата, воздействие которого в Арктике было менее интенсивно, чем в средних широтах, но и с водами позднеледниковой трансгрессии. Скорость разрушения ледникового покрова оказалась катастрофической; близкими по скорости процесса оказались изменения и в соотношении суши и моря. Как показывают расчеты, акватория Баренцева моря (включая Печорское) воссоздалась примерно за время около 2 тыс. лет. При этом, за этот короткий интервал времени в арктических широтах были уничтожены шельфовые ледниковые покровы и море проникло в глубь суши – с запада на восток – от бровки континентального склона более чем на 1000 км.