Реконструкция приледниковых озер юго-восточной периферии Скандинавского ледникового щита в  неоплейстоцене и голоцене

ПРИРОДНАЯ СРЕДА

УДК 551.89 ББК 26.323

Н.В. Анисимов, Д.А. Субетто, Н.К. Максутова

реконструкция приледниковых озер юго-восточной периферии скандинавского ледникового щита в неоплейстоцене и голоцене*

Актуальность исследований палеорельефа и палеобассейнов в зоне дегляциации юго-востока Скандинавского ледника предопределена их недостаточной изученностью. Ландшафты рассматриваемого региона отличаются большим разнообразием палеоформ, образующих своеобразные геоморфологические и гидрологические комплексы, анализ которых позволяет уточнить особенности развития этой ключевой территории. Работа обобщает существующие представления о максимальных уровнях древних приледнико-вых озер, существовавших в краевой зоне распространения покровных оледенений. На основе анализа публикаций, геологических и топографических карт, полевых материалов, используя цифровую модель современного рельефа, способом заливки до предполагаемого максимального уровня были смоделированы конфигурации палеоозер района исследования. Анализ положения уровней палеоозер региона с помощью ГИС-материалов позволяет раскрыть некоторые аспекты геопространственных и морфометрических особенностей палеоландшафтов Севера Европы.

Ключевые слова:

Белое озеро, ГИС, голоцен, неоплейстоцен, Онежское озеро, палеоозера, река Сухона.

Анисимов Н.В., Субетто Д.А., Максутова Н.К. Реконструкция приледниковых озер юго-восточной периферии скандинавского ледникового щита в неоплейстоцене и голоцене // Общество. Среда. Развитие. - 2016, № 4. - С. 165-169. © Анисимов Николай Викторович - аспирант, Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена,

Санкт-Петербург; e-mail: nvanisimov1@gmail.com © Субетто Дмитрий Александрович - доктор географических наук, профессор, директор, Институт водных проблем Севера

Карельского научного центра РАН, Петрозаводск; e-mail: subetto@mail.ru © Максутова Надежда Камельевна - кандидат географических наук, профессор, Вологодский государственный университет, Вологда; e-mail: maksutova@mail.ru

Изучение процессов деградации ледников, динамики палеоозер и изменения рельефа дают понимание не только региональных, но и общих закономерностей процесса дегляциации. История образования, динамика, морфометрические характеристики, постепенный спуск и прорыв приледниковых водоемов важны для реконструкции ландшафтов и выявления особенностей заселения и освоения человеком Северо-Запада России.

Структура Скандинавского потока при реконструкции его деградации делится авторами обычно на 4 сектора: юго-западный

* Работа выполнена при поддержке гранта № РФФИ ки гидрографической сети и ландшафтов в голоцене гический и геодинамический аспекты)».

и северо-восточный (Баренцевоморский). Приморские секторы (Приатлантический, Балтийский и Баренцевоморский) изучены более детально, чем континентальный, и в пространственном, и во временном аспекте. Менее изученная территория юго-восточной континентальной периферии Скандинавского потока в последнее десятилетие привлекает к себе внимание исследователей, занимающихся вопросами дегляциации, динамики палеоозер и па-леоландшафтов Русской равнины.

В результате исследований палеорельефа и палеоозер Северо-Запада России накоплен опыт применения различных методов палеогеографических исследований

16-05-00727 «Внезапные кардинальные перестрой-на юго-востоке Балтийского щита (палеогидроло-

о

3 ю О

и собран фактический материал, которые требуют обобщения, систематизации и визуализации.

Материалы и методы

Цель работы: реконструкция прилед-никовых озер на основе литостратиграфи-ческого и геоморфологического анализа с помощью ГИС-технологий. ГИС-моде-лирование приледниковых водоемов осуществлялось в программном пакете ArcGIS Desktop 10. В данной работе ГИС-техноло-гии использованы также и как средство систематизации разновременных картографических и литературных данных для их синтеза, унификации, преобразования в единый формат.

Фактическим материалом для моделирования очертаний палеоозер послужили публикации по лимнолого-гляциологи-ческим и геоморфологическим реконструкциям палеорельефа и палеоозер Севера Русской равнины, авторские полевые и фондовые ГИС-материалы. Основу электронной модели палеореконструкций составили карта четвертичных отложений м-ба 1:2500000 [4, карта], карта рельефа (гипсометрическая), полученная полуавтоматической векторизацией топографической карты масштаба 1:100000.

В палеогеографической модели отражены границы распространения прилед-никовых водоёмов относительно современного рельефа. Уровни приледниковых водоёмов определялись полевыми методами по береговым формам и отложениям (береговым валам; абразионным уступам; озёрно-ледниковым отложениям, скоплениям валунов), а также по опубликованным данным и фондовым материалам.

Временной период реконструкции вклю -чает поздний неоплейстоцен (в т.ч. ранний дриас, аллерёдское потепление, поздний дриас) и начало голоцена (пребореальный период и бореал). Именно в течение этого интервала особенно быстро сокращался юго-восточный и северо-восточный фланг Скандинавского ледникового покрова, окончательное разрушение которого завершилось 9000 кал. л.н. [9; С. 210-212].

Результаты и выводы

По предварительным результатам обобщения публикаций, а также на основе анализа карт (четвертичных отложений, геоморфологической, топографической) выявлены очертания и максимальные уровни приледниковых озер на юго-восточной периферии Скандинавского ледникового щита, уровни и контуры их бе-

реговой линии (рис.1, 2). Реконструкция границ плейстоценовых озер выполнена для пяти лопастей Скандинавского ледникового покрова: Молого-Шекснинской, Бе-лозерско-Кубенской, Воже-Лачско-Кубенс-кой, Важской и Северодвинской. В краевой зоне рассматриваемых лопастей выявлено 9 крупных палеоводоемов с площадью более 1 тыс. кв. км, которые по своему положению в пределах последнего оледенения могут быть отнесены к приледниковым (перигляциальным), внутриледниковым (интрагляциальным) и послеледниковым озерам. Множество более мелких палео-водоемов, существование которых также связано с дегляциацией ледников в неоплейстоцене и голоцене, в данной работе не рассматривается.

Гранпцы максимальных уровней и террас палеоводоемов по геоморфологии и четвертичным отложениям. На юго-восточной периферии Скандинавского ледникового щита в результате систематизации опубликованных данных выявлена самая сложная система ледниковых лопастей и быстрая ареальная дегляци-ация с отчленением от края активного ледника больших участков неподвижного льда. Скорость дегляциации здесь была меньше, чем в Атлантическом секторе и составила от 110-100 метров/год на западе до 60 метров/год на востоке [9, с. 211; 10, с. 12; 11, с. 424]. При деградации основного ледника и разнообразных глыб мертвого льда возникали многочисленные при- и послеледниковые озера. По анализу донных отложений (14С) установлено, что большинство рассматриваемых озер возникли в позднеледниковье во временном интервале 20000-9000 л.н. [3, с. 117-118; 6, с. 178-179; 7, с. 65; 10, с. 16-20].

Рассматриваемая территория является одной из наиболее спорных в отношении понимания поздненеоплейстоценовой истории развития и положения границы максимального распространения валдайского оледенения. Особенно это касается юга Вологодской области в пределах листов О-37 и Р-38, которую одни исследователи относят к максимальному ранневал-дайскому (калининско-подпорожскому), другие - к максимальному поздневалдай-скому (осташковскому) оледенению [7, с. 62] и даже к московскому оледенению [11, с. 413]. В настоящее время большинство авторов считают, что на этой территории в позднем неоплейстоцене максимальное развитие получило поздневалдайское (осташковское) оледенение (2 МИС), которому соответствует самое значительное в

квартере похолодание и наибольшее развитие криогенной зоны [2, с. 36, карта 15]. Эти представления отражены и на Карте четвертичных образований масштаба 1:2500000 [4, карта]. Работами российско-финской группы на территории Вологодской области доказано, что Скандинавский ледник только один раз в течение позднего плейстоцена доходил до юго-западной границы Вологодской области и оз. Кубенского. Он достигал своего максимума около 18 тыс. лет (календарных) назад и время его в пути от центра оледенения до максимальной границы оценивается в 7 тыс. лет, что подтверждено большим количеством датировок радиоуглеродных и ОСЛ [3, с. 117-118; 5, с 29-44; 6, с. 178, 182; 10, с. 10].

Отложения поздненеоплейстоценовых водоемов представлены озерно-леднико-

выми, гляциофлювиальными, ледниково-озерными, озерно-болотными, озерными и озерно-аллювиальными отложениями [4, карта, условные обозначения к карте]. На карте четвертичных отложений [4, карта] отложения палеоводоемов осташковского (валдайского) ледникового комплекса занимают обширный ареал от Вепсов-ской возвышенности - Рыбинского вдхр и Онежского озера к озерам Белому, Лача, Воже, Кубенскому, долинам реки Сухоны, Ваги, Северной Двины и слагают рельеф значительной части рассматриваемой территории. Кроме этого, в последнее время уточнено, что в долине Сев. Двины лед-никово-озерные осадки приледникового бассейна большой лопастью заходили далеко на юго-восток не только до Вычегды (до г. Котласа), но и до устья реки Сухоны (гамская терраса) [6, с. 178].

Таблица 1

Максимальная площадь палеоозер, рассчитанная по современному уровню

верхней палеотеррасы

Название палеоводоёма Площадь, км2 Название палеоводоёма Площадь, км2 Название палеоводоёма Площадь, км2

Белозерское 4586,17 Воже-Лаченское 6002,70 Онежское 25339,28

Важское 11938,08 Молого-Шекснинское 23282,84 Среднесухонское 1621,59

Верхнесухонское 8937,65 Нижнесухонское 8508,71 Шекснинское 3500,70

Условные обозначения:

Максимальные уровни внутриконтинентальных палеоводоемов Уровни морских бореальных трансгрессий

Рис. 1. Реконструкция максимального уровня полеоводоемов при деградации юго-восточной периферии Скандинавского щита в позднем плейстоцене - голоцене(справа внизу - реконструкция оледенения и приледниковых озер последнего ледникового максимума [12, с. 1316].

о

Границы максимальных уровней и террас палеоводоемов по ЦМР. В пределах центральной части исследуемого региона в позднем плейстоцене и раннем голоцене существовали 9 крупных при-ледниковых озер - Молого-Шекснинское; Шекснинское (Среднешекснинское), Бело-зерское; Онежское (включая выявленные на разных стадиях Южноонежское, Водло-зерское и Вытегорское); Воже-Лаченское; Верхнесухонское (Кубенско-Сухонское), Среднесухонское, Нижнесухонское, Важс-кое. Южнее располагались Среднемолож-ское и Костромское, севернее - Водлин-ское, Среднеонегорецкое и Котласское приледниковые озера. Самыми крупными по площади были 4 приледниковые озера: Онежское, Молого-Шекснинское, Важское, Верхнесухонское (табл. 1, рис. 1).

Распределение террас палеоозер по высотным интервалам представлено на рис. 2. Онежское при- и послеледниковое озеро. Абразивно-аккумулятивные озерно-ледниковые террасы окаймляют широкой полосой Онежское озеро и фиксируются на абс. высотах 34-38 м, 40-45 м, 50-60 м, 65-75 м, 80-90 м, 100-120 м, 130-140 м [1, с. 367-369; 3, с. 150; 5, с. 127; 8, с. 281283]. По реконструкции Д.Д. Квасова [5, с. 127] после лужской стадии Онежское приледниковое озеро достигало уровня 120 м, который определял порог стока в

Н, м

систему Верхней Волги на месте современной Вытегорской равнины. Для Белозерского при- и послеледникового озера характерны озерно-ледниковые террасы с абс. отметками 113-114 м, 118-119 м, 120-122 м, 125-130 м [5, с. 69]. Молого-Шекснинское послеледниковое озеро имело уровни террас поз-дне- и послеледниковых водоемов на абс. высоте: 103-107 м, 110-114 м, 115-118 м, 120-127 м, 130-138 м, 140-152 м [5, с. 67-68; 7, с. 15-16]. При реконструкции Шекснинс-кого послеледникового озера выявлены слабо террасированные аккумулятивно-абразионные озерные и озерно-ледниковые равнины с абс. высотами 115-116 м, 118-120 м, 123-125 м, 132-140 м [5, с. 67-68]. Воже-Ла-ченское при- и послеледниковое озеро сформировало четыре террасы на высоте от 107 до 150 м [5, с 85]. Для Верхнесухонского при- и послеледникового озера выделены также четыре террасы с абс. высотами 107-112 м, 113-118 м, 122-125 м, 130-135 м [3, с. 75-76; 5, с. 70]. Нижнесухонское при- и послеледниковое озеро имеет сходные уровни террас с Важским озером [6, с. 178-179]. Выделяется шесть террас на абс. высотах 65-66 м, 69-70 м, 72-74 м, 80-89 м (гамская терраса), 100-110 м, 110-130 м (озагская терраса) [6, с. 178-179].

Местоположение древних террас па-леоозер на рассматриваемой территории различаются по высотным интервалам

о.

ее ^

о О

3

ю О

170

160

150

140 7

130

120 6

110

100

90 5

80

70 4

60

50 3

40 2

30

Глубина ВИЖ- М"Р, Я

Озера, .1У? 1

2-3

6

3-4 1-2

1-2

4

2-3

Условные обозначения:

современный уровень озерно-ледниковых террас палеоводоемов

уровень современных озер

1-7 - номера озерно-ледниковых террас; Н, м - абсолютная высота озерно-ледниковых террас в м. Палеоозера: 1-8 - №№

Рис. 2. Распределение террас палеоводоемов по гипсометрическим уровням.

(рис. 2). Наиболее выражены в современном рельефе региона уровни террас па-леоводоемов на высоте 110-130 м. Самый высокий уровень террас зафиксирован у Молого-Шекснинского (150 м), Воже-Ла-ченского (150) и Белозерского (145 м) озер. Самый низкий уровень палеотеррас (ниже 70 м) и самое большое количество палео-террас (6-7) у Онежского, Важского и Нижнесухонского озер.

На формирование морфометрических и морфологических показателей палео-озер влияли морфолитологические, мор-фолитодинамические, климатические, гляциологические факторы. На протяжении позднего плейстоцена и в начале голоцена палеоозера увеличивались и/или уменьшались в размерах, изменяли объем и форму. Изменения очертаний палеоозер проходили постепенно (Белозерское) и/ или катастрофически быстро (Молого-Шекснинское, Верхнесухонское, Важское). Палеоозера активно изменялись в результате экзогенных процессов: карста и суффозии, таяния и просадок льда на дне котловин. Из восьми рассматриваемых

Список литературы:

[1]

крупных приледниковых озер два исчезли полностью (Нижнесухонское, Важское), четыре сохранились в виде реликтовых озер (Воже, Белое, Кубенское, Онежское). Интересная история у Молого-Шекснин-ского и Шекснинского палеоозер, которые исчезли в позднем голоцене, но в ХХ веке после реконструкции Волго-Балтийского водного пути были восстановлены в виде Шекснинского и Рыбинского вдхр. (уровень был поднят на 18 м).

Таким образом, на основе методов ли-тостратиграфического, геоморфологического анализа и методики геоинформационного картирования проведена реконструкция очертаний максимальных уровней палеоозер в течение неоплейстоцена - раннего голоцена. В дальнейшем планируется уточнить площадь, объемы воды, средние глубины палеоводоемов, а также провести реконструкцию местоположения и уровней порогов стока, объема и направления стока талых ледниковых вод на разные временные интервалы с учетом неотектонических движений и миграции водоразделов.

Анисимов Н.В., Субетто Д.А., Потахин М.С. Реконструкция истории Онежского палеоозера в позднем плейстоцене // Вузовская наука - региону. Материалы XIV Всероссийской научной конференции. - Вологда: Вологодский государственный университет, 2016. - С. 367-369.

Квасов Д.Д. Позднечетвертичная история крупных озёр и внутренних морей Восточной Европы. -Л.: Наука, 1975. - 278 с.

Лавров А.С., Потапенко Л.М. Неоплейстоцен Северо-востока Русской равнины. - М.: Аэрогеология, 2005. - 221 с.

Проблемы стратиграфии четвертичных отложений и краевые ледниковые образования Вологодского региона (Северо-запад России). Материалы Международного симпозиума. - М.: ГЕОС, 2000. -99 с.

Субетто Д.А. Донные отложения озер: палеолимнологические реконструкции. - СПб. Издательство РГПУ им. А.И.Герцена, 2009. - 348 с.

Фаустова М.А., Карпухина Н.В. Изменение структуры позднеплейстоценового Скандинавского ледникового покрова в период его деградации // Материалы Всероссийской конференции «Марковские чтения 2015 года» - Актуальные проблемы палеогеографии и стратиграфии плейстоцена. - М. МГУ, 2015. - С. 210-212.

[10] Hughes A.L.C., Gyllencreutz R., Lohne I.S., Mangerud J., Svendsen J.I. The last Eurasian ice sheets - a chronological database and time-slice reconstruction // DATED-1. Boreas, 2016 (January), Vol. 45. - P. 1-45.

[11] Lunkka J., Saarnisto M., Gey V., Demidov I., Kiselova V.. Extent and age of the Last Glacial Maximum in the southeastern sector of the Scandinavian Ice Sheet // Global and Planetary Change. - 2001, № 31. P. 407-425.

[12] Mangerud J., Jakobsson M., Alexanderson H, Astakhov V., Clarke G., Henriksen M., Hjort C., Krinner G., Lunkka J, Moller P., Murray A., Nikolskayai O., Saarnistoj M., Svendsen J. Ice-dammed lakes and rerouting of the drainage of northern Eurasia during the Last Glaciation // Quaternary Science Reviews. - 2004, № 23. - P. 1313-1332.

[2]

[3]

[4]

[5]

[6] [7]

[8] [9]

О