УДК: [551.336 + 551.8] (99)
Изменение оледенения оазиса Ширмахера (Восточная Антарктида) с конца позднего неоплейстоцена
© 2011 г. С.Р. Веркулич1, З.В. Пушина1, И.Н. Сократова1, А. Татур2
Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург;
2Польская академия наук, Отдел биологии Антарктики, Варшава verkulich@mail.ru
Статья принята к печати 9 ноября 2010 г.
Антарктида, дегляциация, оазис Ширмахера, оледенение, рельеф, четвертичные отложения.
Antarctica, déglaciation, glaciation, quaternary deposits, relief, Schirmacher Oasis.
На основе собственных данных и палеогеографических исследований других авторов реконструированы изменения оледенения оазиса Ширмахера. Во время последнего ледникового максимума этот район перекрывался двумя ледниковыми массами: территория шельфа - активным и мощным (более 500-600 м) ледником, а поверхность оазиса - тонким (100-150 м) и малоподвижным ледниковым полем. Дегляциация района началась в раннем голоцене. Быстрое снижение уровня ледниковой поверхности на шельфе к 7000 л.н. привело к бурному стоку воды из озёр, после чего на большей части оазиса остались разобщённые ледники. Между 7000 и 4000 л.н. в северных и центральных районах территории происходило медленное таяние остаточных ледников. В результате потепления 4000-2000 л.н. площади локальных ледников резко сократились, объём озер снизился и произошло иссушение территории. На последнем этапе, продолжающемся и сейчас, происходит сокращение оледенения, которое прерывалось небольшими разрастаниями ледников в позднем голоцене и в малый ледниковый период.
Введение
Оазис Ширмахера — один из немногочисленных прибрежных участков суши, свободной от покровного оледенения, где можно собрать информацию об изменениях оледенения краевой зоны Восточной Антарктиды. Небольшая территория оазиса (20 км в длину и 1,6 км в ширину) с абсолютными отметками до 228 м и средними относительными превышениями 20—30 м окружена со всех сторон ледниками (рис. 1). С юга к нему примыкает склон ледникового покрова, обособленный от внутриконтинентальных льдов нунатаками массива Вольтат. С двух сторон массив огибают двигающиеся по глубоким субмеридиональным долинам выводные ледники. Их боковые ответвления подходят к восточным и западным границам оазиса и вливаются в шельфовый ледник, отделяющий оазис на севере от прямого контакта с океаном на расстоянии 70—90 км.
В климате оазиса Ширмахера преобладают черты континентальности со среднегодовой температурой воздуха -11 °С и относительной влажностью воздуха около 50% при потенциальной годовой сумме испарения 350 мм.
В 1957—1992 гг. здесь неоднократно вели гляцио-геоморфологические, геологические и палеолимноло-гические исследования российские и немецкие учёные. В результате были установлены некоторые черты и временные рамки последнего оледенения и
послеледникового развития оазиса, но осталось много спорных и нерешённых палеогеографических вопросов [2—4, 6, 7]. В летний сезон 2007/08 г. мы собрали обширную дополнительную информацию. Она рассматривается в настоящей статье наряду с материалами более ранних исследований, что позволяет обновить представления об истории развития района со времени последнего ледникового максимума (ПЛМ).
Объекты и методы исследований
В 2007/08 г. объектами исследований были ледниковые и водно-ледниковые формы рельефа и отложения, а также донные осадки местных озёр и эпишельфовых водоёмов. В пеших маршрутах регистрировались следы ледниковой эрозии (троги, ледниковые штрихи), выявлялись распространённость, морфометрия и особенности сложения морен, изучались морфологические характеристики и особенности отложений котловин и долин.
Донные осадки из водоёмов отбирали со льда или с плота (на открытых акваториях) с помощью гравитационно-ударной грунтовой трубки. При этом визуально обследовали, а затем описывали строение поднятых колонок осадков. Далее их разделяли на образцы, которые в замороженном виде были доставлены в лаборатории России и Польши. Проводились геохимический и диатомовый анализы осадков и определялся радиоуглеродный возраст содержащегося органического материала.
Рис. 1. Географическая схема (а) и меридиональный профиль-разрез (б) района оазиса Ширмахера:
1 - ледники; 2 - свободная от оледенения суша; 3 — направление движения выводных ледников; 4 - плейстоценовый реликтовый лёд; 5 - голоценовый лёд выводных ледников; 6 - голоценовый лёд; I — оазис Ширмахера; II — оазис Унтер-Зе; III — скалы ИГА Fig. 1. Geographical scheme (a) and meridional profile-section (б) of the Schirmacher oasis:
1 - glaciers; 2 - ice-free area; 3 - directions of the outlet glaciers flow; 4 - Pleistocene relic ice; 5 - Holocene ice of outlet glaciers; 6 -Holocene ice; I - Schirmacher Oasis; II - Untersee Oasis; III - IGA Nunatak
Результаты и обсуждение
Палеогеографические исследования сезона 2007/08 г. подтверждают более ранние представления о полном перекрытии оазиса Ширмахера оледенением во время ПЛМ и позволяют оценить его характер. Практически во всех районах оазиса встречается ледниковая штриховка с преобладающими направлениями северо-восточной четверти, однако в нескольких местах обнаружены штрихи северо-западного направления (рис. 2, а). Так как штрихи нанесены одним оледенением (что доказывает одинаковая степень
выветривания поверхностей), их пересечение должно обозначать смену векторов движения придонных слоёв льда. Такую смену обычно объясняют изменением мощности ледников, причём эта мощность должна быть невелика, так как движение льда подчиняется морфологии подлёдного рельефа (глубина расчленения, параметры крупных форм).
О повсеместном присутствии ледника небольшой мощности в это время говорят особенности прерывистого чехла отложений основной морены: на поверхностях и склонах он не превышает 1 м и несколько толще иногда в котловинах и долинах.
Рис. 2. Свидетельства прошлой ледниковой деятельности (а) и результаты изучения озёрных осадков (б) в оазисе Ширмахера в соответствии с данными авторов и других исследователей [6, 7]:
1 — направления ледниковой штриховки; 2 — «древняя» напорная морена; 3 — напорная морена I; 4 — напорная морена II; 5 — конечная морена I; 6 — конечная морена II; 7 — изученные разрезы донных осадков озёр; 8 — преимущественно органические осадки (микробные маты, мхи); 9 — переслаивающиеся песок, супесь, суглинок; 10 — морена
Fig. 2. The evidences of the past glacial activity (a) and results of the lacustrine sediment studies (б) in Schirmacher Oasis in accordance with the data of authors and other investigators [6, 7]:
1 — directions of glacial striae; 2 — «old» push moraine; 3 — push moraine I; 4 — push moraine II; 5 — end moraine I; 6 — end moraine II; 7 — the investigated sections of lacustrine sediments; 8 - mainly organic material (microbial mats, mosses); 9 - interstratified sand, silt, loam; 10 - moraine
К такому же выводу приводят и палеолимнологиче-ские исследования: толщина минеральной части осадков, сменяющих морену, в большинстве изученных озёр гораздо меньше 1 м. Ещё одно доказательство небольшой мощности последнего оледенения — высота морен (до 10—15 м) у подножий нуната-ков, расположенных в первых километрах к югу от оазиса. Если продолжить профиль поверхности оледенения, создавшего эти морены, на территорию оазиса, то мощность ледников над ним едва ли превышала 100—150 м. Наконец, на низкую рельефо-образующую активность оледенения ПЛМ указывает и отсутствие здесь крупных моренных гряд, пересекающих территорию несогласно с рельефом. К периоду ПЛМ можно отнести лишь «древние» напорные морены у бровок крутых северных склонов оазиса,
лежащие на абсолютных отметках до 125 м (см. рис. 2, а). Эти короткие гряды прислонены к выступам коренного рельефа или замыкают выходы на север висячих устьев долин; мощность обломочного материала здесь не более 1,5 м. Согласно ориентировке гряд, движение ледниковых масс подчинялось рельефу поверхности оазиса и они тормозились на бровке склона, встречаясь с ледниками, двигавшимися с севера со стороны шельфа.
Перечисленные свидетельства позволяют сделать вывод, что район был закрыт двумя разными ледниковыми телами, смыкающимися на северной границе оазиса. Поверхность оазиса перекрывали тонкие (100—150 м) и малоподвижные пространства льда. Другая масса льда мощностью более 500—600 м простиралась от северного склона оазиса к океану. Она
Рис. 3. Верхний (1), средний (2) и нижний (3) террасовые уровни в котловинах северной (передний план) и центральной (задний план) частей оазиса Ширмахера и сухое русло прошлого стока вод (4) между котловинами Fig. 3. Upper (1), middle (2) and lower (3) terrace levels in basins of the Schirmacher Oasis northern part (foreground) and central part (backround), and the dry channel of past discharge between the basins (4)
сформировалась благодаря выдвижению на частично осушенный в период ПЛМ шельф обходящих оазис выводных ледников и наращиванию толщины шель-фового ледника, севшего на дно. Налегание ледникового покрова на дно шельфа подтверждается наличием в основании шельфового ледника толщи реликтового льда, изотопный состав которого аналогичен составу льда внутренних областей Восточной Антарктиды [5]. Предлагаемая нами реконструкция отличается от предшествующих в оценке параметров и степени общности ледникового покрова района (см. рис. 1, б), но совпадает с механизмом приращения масс льда на шельфе к северу от оазиса [6].
Ход дегляциации района подтверждает изучение его рельефа и озёрных осадков. Поперечный высотный профиль оазиса напоминает форму чаши, дно которой поднимается из центра к бровке северного склона. К ней подходят долины или котловины, имеющие, как правило, узкие висячие выходы на склон, в сторону шельфового ледника. Они представлены в виде глубоких расселин в коренных породах (1), «древних» напорных моренных гряд, прорезанных руслами прошлого стока вод (2), и днищ, сложенных валунно-глыбовым материалом, из которого вымыты мелкозернистые осадки (3). На бортах многих долин и котловин прослеживаются три уровня прошлого стояния вод (рис. 3)
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.