Днепровское оледенение: Масштабное событие четвертичного периода в Восточной Европе
Днепровское оледенение представляет собой одно из наиболее значительных событий в ледниковой истории Восточно-Европейской равнины. Этот период связан с максимальным за плейстоцен продвижением ледниковых масс со Скандинавского центра оледенения на юг.
Днепровское оледенение: Ледяной гигант наступает
Среди всех ледниковых эпох, что пережила Восточно-Европейская равнина, Днепровское оледенение занимает особое место. Именно в этот период ледяные массы из Скандинавии продвинулись на юг дальше всего за всю эпоху плейстоцена. Представьте себе эту картину: гигантский ледяной панцирь, медленно, но неумолимо ползущий на наши земли!
Когда же это было? Заглянем в ледниковый календарь
Казалось бы, что сложного – определить возраст такого грандиозного события? Но на деле это настоящая научная головоломка. Ученые полагают, что Днепровский ледник хозяйничал на наших просторах где-то в середине так называемого неоплейстоцена – а это сотни тысяч лет тому назад!
Чтобы понять точнее, когда именно Днепровский ледник покрывал Украину, геологи сравнивают его следы с глобальными изменениями климата по всей планете. Для этого они используют специальный “климатический календарь”, составленный по образцам со дна океанов и из древних ледяных шапок (помните, мы говорили о морских изотопных стадиях, или МИС?). Эти стадии, как отметки в календаре, показывают, когда на Земле было холодно (ледниковья), а когда тепло (межледниковья).
Так вот, большинство современных ученых сходятся во мнении, что Днепровское оледенение пришлось на период глобального похолодания, известный как МИС 6. Это было примерно 191–130 тысяч лет назад. Интересно, что в это же самое время крупные ледники наступали и в других уголках Европы, и даже в Северной Америке. Это говорит о том, что похолодание было действительно всемирным.
Конечно, есть и другие точки зрения. Некоторые более ранние исследования связывали Днепровское оледенение с еще более древним периодом холода – МИС 8 (примерно 300–243 тысячи лет назад). Но сегодня, благодаря новым находкам и методам исследований, большинство ученых все же склоняются к более “молодой” дате – МИС 6. Вся сложность в том, что ледники на суше оставляют следы, которые очень трудно точно “прочитать” и датировать. Это не то же самое, что непрерывные “летописи”, записанные в морских осадках или в слоях льда.
А что насчет Московского оледенения?
Возможно, вы слышали и о Московском оледенении. Многие ученые сегодня считают, что это было не отдельное событие, а скорее, более поздняя “волна” все того же Днепровского оледенения. Похоже, что период МИС 6 не был сплошным морозом. Климат тогда тоже колебался: ледник мог немного отступить, а потом снова пойти в наступление. Вот одно из таких поздних наступлений, примерно 150 тысяч лет назад, и называют Московским оледенением. Так что Днепровское и Московское оледенения – это, по сути, два акта одной большой ледниковой драмы, показывающие, каким сложным и переменчивым был климат в те далекие времена.
Каким огромным был Днепровский ледник?
Днепровское оледенение действительно было одним из самых грандиозных ледниковых событий для всей Восточно-Европейской равнины. Основная масса льда пришла к нам, как мы уже знаем, из Скандинавии (Фенноскандии). Однако ученые предполагают, что “помощь” в этом ледяном нашествии могли оказать и другие центры оледенения – например, на Новой Земле и Полярном Урале.
Представьте себе эту картину: ледник покрывал невероятные пространства! Вся территория современной Беларуси, например, оказалась под его толщей. Этот ледяной гигант не просто лежал мертвым грузом – он двигался, сдирая и перемешивая более древние слои пород, как гигантский плуг, и тем самым сильно менял облик земли, ее рельеф.
Ледяной “язык” в долине Днепра
Одной из самых примечательных особенностей Днепровского оледенения был так называемый Днепровский ледниковый язык (его еще называют ледниковой лопастью). Это был не просто край ледника, а огромный, вытянутый поток льда, который, словно гигантская замерзшая река, продвинулся очень далеко на юг. И что интересно, этот ледяной “язык” двигался в основном вдоль древней долины Днепра. Это говорит о том, что рельеф, существовавший до прихода ледника (в частности, сама долина Днепра), как бы направлял движение этих колоссальных масс льда, указывая им путь.
Как далеко на юг добрался Днепровский ледник в Украине?
Итак, мы знаем, что Днепровский ледник был огромен и двигался на юг. Но докуда именно он дошел на территории Украины? Это очень важный вопрос для ученых. По разным данным, край ледника достигал широты современного города Днепр, а некоторые исследователи считают, что он продвинулся еще южнее – до места, где в Днепр впадает река Орель. Эта южная точка особенно интересна, если мы хотим понять, мог ли ледник повлиять на район Запорожья, который находится еще южнее. Также известно, что в районе Канева, что на Днепре, ледник тоже доходил до своего максимума.
В целом, южная граница Днепровского ледника на карте выглядела бы как огромная дуга. На западе она доходила до Карпат (примерно на широте 48∘30 северной широты), а на востоке – до Поволжья. В районе рек Дон и Хопер ледник останавливался почти у 50∘ северной широты, а вот в бассейне самого Днепра граница проходила около 48∘ северной широты. Представьте себе, от Киева ледник мог продвинуться на юго-восток на целых 300-400 километров!
Интересно, что, по предположениям ученых, сам ледяной щит не всегда покрывал высокие холмы и возвышенности (водоразделы) в Среднем Поднепровье. Зато его отдельные “языки” очень активно “ползли” по речным долинам. Они не только углубляли и расширяли эти долины, но и оставляли на плоских вершинах водоразделов свои “следы” – морены (нагромождения камней и глины), на высоте до 184 метров над уровнем моря.
Что происходило у края ледника?
Если Днепровский ледяной “язык” так далеко пробрался на юг по долине реки, то это значит, что даже те районы, которые находились чуть южнее его официальной границы, все равно ощущали на себе его ледяное дыхание. Эти земли находились в так называемой приледниковой (перигляциальной) зоне. Что это значит?
- Во-первых, там царила вечная мерзлота – земля была скована морозом на большую глубину.
- Во-вторых, ветры приносили и откладывали огромное количество мелкой пыли, из которой позже образовался лёсс (та самая порода, на которой сформировались наши плодородные черноземы).
- В-третьих, от тающего ледника неслись мощные потоки воды. Они откладывали много песка и гальки, создавая особые песчаные равнины – зандры.
Конечно, наступление, а затем таяние такого гигантского ледника не могло не сказаться на окружающей природе. Реки меняли свои русла, образовывались огромные озера у самого края льда, а талые воды прорезали новые долины. Ледник оставлял после себя характерный рельеф: холмы и гряды из морены, обширные зандровые равнины, а также углубленные и расширенные речные долины. Вся эта деятельность ледника тысячелетия назад формировала тот ландшафт Украины, который мы видим сегодня.
Ледниковые и перигляциальные отложения и формы рельефа как свидетельства прошлого
Как ледники оставляют свои “автографы” на Земле
Представьте себе гигантский ледник – это не просто неподвижная глыба льда. Он медленно, но верно движется, а потом, когда климат теплеет, начинает таять. И все эти процессы – движение и таяние – оставляют на поверхности Земли очень заметные и характерные “автографы”. Это могут быть особые виды наносов (например, кучи камней и глины) или целые формы рельефа (холмы, гряды, долины). Именно по этим следам ученые, как детективы, могут определить, где когда-то был ледник, куда он двигался и насколько он был активен.
Морена: “мусор”, оставленный ледником
Одно из самых главных слов, которые нужно знать, говоря о следах ледников, – это морена. Что же это такое? Представьте, что ледник – это гигантский бульдозер и одновременно конвейер. Он сгребает и тащит с собой все, что попадается на пути: огромные камни, мелкие камешки, песок, глину и даже мельчайшую каменную пыль (ее еще называют ледниковой мукой). А когда ледник останавливается и тает, весь этот принесенный им “мусор” остается лежать на земле. Вот эти-то скопления разнообразного материала, принесенного и оставленного непосредственно ледником, и называются мореной (иногда ученые используют термин “ледниковый тилл”).
Из чего состоит морена?
Главная особенность морены – это ее полная хаотичность. В ней все перемешано без какого-либо порядка, как будто кто-то высыпал содержимое огромного мешка. Вы не найдете в морене аккуратных слоев, как, например, в речных отложениях. Это всегда дикая смесь:
- Обломков горных пород самого разного размера: от гигантских валунов, весящих многие тонны, до мельчайшей пыли.
- Обломки могут быть любой формы: остроугольные, как будто только что отколовшиеся от скалы, или частично или полностью окатанные водой и льдом.
Камни-“путешественники” – главный признак морены
Пожалуй, самый верный способ узнать морену – это найти в ней эрратические валуны (или, как их еще называют, эрратики). Что это за “звери”? Это камни, которые явно “не местные”. Представьте, вы находитесь в степной зоне Украины, где под ногами в основном песок и глина, и вдруг видите огромный гранитный валун! А ближайшие выходы таких гранитов находятся, скажем, в Скандинавии, за тысячи километров к северу. Как он сюда попал? Его притащил на себе ледник!
Такие камни-“путешественники”, которые по своему составу отличаются от местных пород, – это стопроцентное доказательство того, что здесь когда-то хозяйничал ледник. Если мы знаем, откуда ледник пришел (например, Днепровский ледник пришел из Скандинавии), то, находя скандинавские граниты далеко на юге, мы можем быть уверены, что это его “подарок”. Кстати, исследуя остров Хортицу, тоже можно обратить внимание на то, что там встречается очень неоднородная смесь камней разного размера и состава, включая такие, которые не похожи на местные, – а это очень напоминает описание морены.
Какие бывают морены? У каждого “мусора” свое место
Ледник – это не просто бесформенная масса льда. У него есть край, дно, бока, и в разных его частях происходят разные процессы. Поэтому и морены, которые он оставляет, бывают разными. Давайте познакомимся с главными из них:
-
Конечная (или терминальная) морена: Представьте, что ледник долгое время стоял на одном месте или дошел до своего самого дальнего рубежа и остановился. У самого его края, как у подножия гигантской ледяной стены, накапливался весь тот “мусор”, который он тащил с собой. В результате образовывался целый вал или гряда из камней, песка и глины. Это и есть конечная морена. Она как бы отмечает: “Здесь был край ледника!” Именно такую конечную морену мы искали на Хортице. И гора Калитва, о которой мы еще поговорим, по мнению ученых, тоже может быть такой древней конечной мореной.
-
Основная (или донная) морена: А это тот материал, который ледник тащил прямо под собой, на своем “дне”, или который вытаивал из нижних слоев льда, когда ледник уже не двигался, а просто таял на месте. Основная морена покрывает большие пространства, создавая неровный, холмистый или волнистый пейзаж. На Приднепровской низменности, например, встречаются и основные, и конечные морены, оставленные Днепровским ледником.
-
Боковая морена: Если ледник двигался по долине, как река, то по его бокам, вдоль склонов долины, тоже накапливался обломочный материал. Это могли быть камни, скатившиеся со склонов гор на лед, или материал, вытаявший из боковых частей самого ледника. Такие боковые валы и называются боковыми моренами.
-
Напорная морена: Иногда движущийся ледник напирал на лежащие перед ним слои горных пород с такой силой, что сминал их, отрывал огромные куски и сдвигал с места. В результате образовывались особые, напорные морены. Очень яркие напорные морены связаны, например, с Московской стадией Днепровского оледенения.
Существуют и другие, более специфические типы морен (например, срединные, которые образуются при слиянии двух ледников, или разные поперечные гряды, указывающие на особенности таяния). Такое разнообразие морен говорит о том, что жизнь ледников была очень сложной и динамичной.
Чтобы понять, какой именно тип морены мы видим на местности, ученым нужно изучить не только из чего она состоит, но и какую форму имеет (холм, гряда, равнина), как она устроена внутри и как связана с окружающим пейзажем. И очень важно не перепутать настоящие ледниковые отложения (морену) с другими похожими на вид нагромождениями камней и глины, которые могли образоваться совсем по-другому – например, в результате схода селевого потока или оползня.
Не только морены: другие “визитные карточки” ледниковой эпохи
Морены – это, конечно, очень важные следы ледников, но далеко не единственные! Сами ледники, а также суровые, холодные условия, которые царили на огромных пространствах вокруг них (ученые называют эти условия перигляциальными), создавали и много других очень характерных форм рельефа и типов отложений. Давайте познакомимся с некоторыми из них.
- Бараньи лбы” – каменные подсказки о пути ледника
Представьте себе твердую скалу или большой выступ из прочных камней, через который медленно переползал ледник. Та сторона скалы, с которой наступал лед (ученые называют ее напорной или проксимальной), будет отшлифована и сглажена льдом, а иногда даже исцарапана камнями, вмерзшими в его подошву. Она становится покатой, как лоб барана – отсюда и такое необычное название: “бараний лоб” (по-французски “roches moutonnées”, что как раз и означает “кудрявые скалы”, напоминающие стадо баранов). А вот противоположная сторона скалы, с которой ледник уже сползал (дистальная сторона), будет выглядеть совсем иначе: неровной, обрывистой, со следами выломанных ледником кусков породы (этот процесс называется экзарацией или выпахиванием). “Бараньи лбы” – это не просто живописные скалы. Их форма и то, как они расположены, очень помогают ученым понять, в каком направлении двигался древний ледник. Подобные формы были замечены и на острове Хортица.
- Ледниковая “шлифовка” и “царапины” на камнях
Двигаясь, ледник не только сглаживал скалы, но и оставлял на их поверхности или на крупных валунах очень характерные следы. Представьте, что в нижние слои льда, как в наждачную бумагу, вмерзли острые камни. Когда ледник тащил их по каменному ложу, они царапали его, оставляя длинные параллельные борозды и штрихи. Иногда поверхность камня от такого трения становилась гладкой и блестящей, как будто ее отполировали. Эти ледниковая штриховка и полировка – еще одни важные подсказки для ученых. По тому, как направлены эти царапины, можно точно определить, куда двигался лед. На одном из валунов на Хортице также были замечены следы, очень похожие на такую ледниковую штриховку.
- Зандровые равнины – песчаное наследие талых вод
Когда огромный ледник начинал таять, от него устремлялись мощные потоки воды. Эти потоки (ученые называют их флювиогляциальными, то есть “ледниково-водными”) несли с собой огромное количество песка, гравия и мелких камешков, вымытых из-под ледника или из его морен. У самого края ледника, где течение немного замедлялось, весь этот материал начинал откладываться, образуя обширные, почти плоские или слегка наклоненные равнины. Такие равнины, сложенные в основном слоистым песком и гравием, называются зандровыми равнинами или просто зандрами (слово “зандр” пришло из исландского языка, где так называют песчаные равнины перед ледниками). Зандровые равнины – это еще один типичный элемент пейзажа, сформированного ледником.
- Лёсс – пыль веков, принесенная ветром
В холодные и сухие ледниковые эпохи огромные пространства у края ледника или на только что освободившихся от него территориях (например, на тех же зандровых равнинах или на дне высохших озер, которые образовывались у края льда) были лишены растительности. Представьте себе такие голые, пыльные пустыни. Ветер легко поднимал с них тучи мельчайшей, как мука, пыли и уносил ее на многие километры. Эта принесенная ветром пыль, постепенно оседая, образовывала мощные толщи однородного, обычно желтоватого или палевого цвета материала. Его называют лёсс. Лёсс очень распространен в тех зонах, которые когда-то были приледниковыми, и Украина здесь не исключение. Наши знаменитые плодородные черноземы во многом обязаны своим существованием именно лёссовым отложениям. Слои лёсса, чередующиеся с древними почвами, которые успевали образоваться в более теплые периоды, создают уникальные “архивы” – лёссово-почвенные серии. Изучая их, ученые могут восстанавливать картину климатических изменений далекого прошлого.
- Эрратические валуны – камни-путешественники снова в центре внимания
Мы уже упоминали о них, когда говорили о моренах, но эрратические валуны настолько важны, что заслуживают отдельного упоминания. Напомним, это крупные камни, которые ледник притащил издалека – иногда за сотни и даже тысячи километров от тех мест, где они изначально образовались (от их “коренного залегания”). Изучение этих камней-пришельцев – очень увлекательное занятие для геологов. Анализируя состав такого валуна (ученые называют это петрографическим анализом), можно попытаться найти его “родину” – то есть то место, откуда ледник его “утащил”. А зная, откуда и куда были принесены валуны, можно восстановить пути движения древних ледников.
Что оставили после себя ледниковые реки и озера
Ледники – это не только лед, но и огромное количество воды, которая образуется при его таянии.
- Отложения ледниковых рек (флювиогляциальные): Мощные потоки талой воды, текущие от ледника, несли с собой много песка, гравия и гальки. Эти материалы откладывались в долинах таких ледниковых рек, образуя так называемые флювиогляциальные отложения (мы уже немного говорили о них, когда описывали зандры, которые являются частью этих отложений).
- Отложения ледниковых озер (озерно-ледниковые): У самого края ледника или даже на его поверхности и внутри него часто образовывались озера. В этих озерах накапливались свои, особые осадки. Очень характерны для ледниковых озер так называемые ленточные глины. Представьте себе: летом, когда ледник активно таял, в озеро поступало больше песка и более крупных частиц. А зимой, когда озеро замерзало и таяние прекращалось, на дно медленно оседали только самые мелкие глинистые частички. В результате за год образовывалась пара слоев: светлый, песчанистый (летний) и темный, глинистый (зимний). Такие годичные слои, похожие на ленточки, позволяют ученым не только изучать условия в прошлом, но и считать годы, как по кольцам на дереве!
Собрав все “улики” вместе: ледниковый пейзаж
Все эти формы и отложения, о которых мы рассказали, – морены всех типов, “бараньи лбы” и другие следы выпахивания скал ледником (экзарационные формы), песчаные зандровые равнины, пылевые лёссы, глины ледниковых озер – вместе создают очень узнаваемый ледниковый и приледниковый (перигляциальный) ландшафт.
Поэтому, когда ученые ищут следы древних оледенений, особенно на тех территориях, где ледник был на самом своем краю или куда он, возможно, не дошел, но повлиял издалека, очень важно смотреть на всю картину в целом. Нужно искать не один какой-то признак, а целый комплекс таких “улик”.
Например, если мы нашли что-то похожее на “бараний лоб” или царапины на камне, нужно быть очень осторожными. Ведь похожие формы иногда могут создавать и другие природные силы – например, обычная река может отшлифовать камни, а процессы выветривания (разрушения пород под действием солнца, ветра и воды) могут придать гранитам причудливые очертания. Поэтому геологи используют очень строгие правила и множество признаков, чтобы точно определить, действительно ли тот или иной след оставлен древним ледником.
Геологическое строение и следы оледенений в регионах исследования
Заглянем под землю: что скрывает геология украинских регионов?
Чтобы правильно “прочитать” следы древних ледников в центральных и южных областях Украины – особенно в Днепропетровской, Полтавской и Запорожской – нам нужно сначала немного разобраться, как устроена земля под нашими ногами. Важно понимать, какой там “фундамент” из древних пород, и какие более молодые слои накопились сверху за миллионы лет.
Фундамент Украины: древний кристаллический щит
Все регионы, о которых мы будем говорить, расположены на очень древнем и прочном “фундаменте” – Украинском кристаллическом щите. Представьте себе, это одна из старейших частей огромной Восточно-Европейской платформы, настоящий “старожил” нашей планеты! Этот щит сложен породами, возраст которых может достигать невероятных 3 миллиардов лет или даже больше! Это так называемые докембрийские породы – в основном, очень твердые граниты разных видов, а также гнейсы и мигматиты (это породы, которые изменились под действием огромных температур и давлений глубоко в Земле).
Именно эти древние и прочные кристаллические породы мы видим на поверхности в виде скал или находим неглубоко под землей. Они очень устойчивы к разрушению (эрозии). Благодаря им и образовались знаменитые скалистые пейзажи, например, в северной части острова Хортица или там, где когда-то грохотали знаменитые Днепровские пороги.
Что лежит поверх древнего фундамента?
На этом древнем кристаллическом “фундаменте”, как одеяло, лежит чехол из более молодых осадочных пород. Среди них есть и те, что образовались в тот самый четвертичный период, о котором мы ведем речь – то есть во времена ледников. К северу от Запорожья, на Приднепровской низменности и в Днепровско-Донецкой впадине, толщина этого “одеяла” из четвертичных отложений может быть довольно внушительной – до 50, а то и 100 метров! Что же входит в состав этого “одеяла”?
- Конечно же, ледниковые отложения – те самые морены, о которых мы уже знаем.
- Пески и гравий, принесенные талыми ледниковыми водами (флювиогляциальные отложения).
- Знакомые нам лёссы (пылевые отложения) и похожие на них лёссовидные суглинки.
- Речные наносы (аллювиальные отложения) – то, что оставили после себя древние и современные реки.
- А также озерные и болотные осадки.
Днепр – главная артерия и скульптор региона
Нельзя говорить о геологии этих мест, не упомянув реку Днепр. Эта великая река – не просто водная артерия, она сыграла и продолжает играть огромную роль в формировании рельефа и накоплении осадочных пород на протяжении очень долгого времени. Знаменитый остров Хортица очень живописно расположился прямо в русле Днепра, немного ниже города Запорожье. А ведь когда-то, до строительства плотин, именно этот участок Днепра был известен на весь мир своими порогами. Это была целая гряда мощных скалистых выступов тех самых древних пород Украинского кристаллического щита, которые перегораживали реку, создавая опасные, но невероятно красивые препятствия для судоходства.
Ледник против Днепровских порогов: битва гигантов
Эти знаменитые Днепровские пороги были не просто живописным препятствием для лодок и кораблей. Для геологов это место – настоящая природная лаборатория! Здесь мощные потоки Днепра веками боролись с очень прочными скалами Украинского кристаллического щита, вытачивая и разрушая их. Конечно, сама река и процессы выветривания (разрушения пород под действием солнца, ветра, воды) могли откалывать и перемещать крупные каменные глыбы местного происхождения.
Но теперь давайте представим, что к этому уже существующему “полю битвы” добавляется еще один могучий игрок – Днепровский ледник! Мы помним, что его ледяной “язык” продвинулся очень далеко на юг по долине Днепра. И очень вероятно, что самый край этого ледяного гиганта или зона его активного таяния вплотную подошли к Днепровским порогам, а может быть, даже “наползли” на них.
Можете себе представить, каким яростным должно было быть это столкновение! Ледник, со всей своей массой и вмерзшими в него камнями, буквально “скреб” и “драл” твердые скалы порогов. Этот процесс (ученые называют его экзарацией или ледниковой эрозией) был невероятно интенсивным. Ледник не только отрывал куски от местных гранитов и гнейсов, но и “захватывал” их в свое ледяное тело, вместе с теми камнями-“пришельцами” (эрратиками), которые он уже притащил с далекого севера.
В результате всего этого нижние слои ледника, а также мощные потоки талой воды, которые вырывались из-под него, были до отказа насыщены крупными камнями – и “местными”, и “привозными”. А это, в свою очередь, очень облегчало дальнейший перенос этих валунов и глыб еще дальше на юг, по течению Днепра и его талых вод.
Ищем “пограничные столбы” ледника: гора Калитва и другие загадки
Чтобы понять, докуда же все-таки добрался Днепровский ледник, ученые ищут на местности особые “знаки” или “пограничные столбы”, которые он мог оставить.
Гора Калитва – возможный “край света” для ледника?
Одно из таких ключевых мест – это гора Калитва. Она находится в Царичанском районе Днепропетровской области, на правом берегу реки Орель, и возвышается на 81 метр над окружающей равниной. И сама форма этой горы, и то, из чего она сложена, давно привлекают внимание исследователей. Многие геологи считают, что гора Калитва – это не что иное, как огромная конечная морена, то есть вал из камней, глины и песка, который ледник оставил на самом своем южном краю во время Днепровского оледенения. Состав горы – типичная для морены хаотичная смесь самых разных обломков, принесенных с севера, – говорит о том, что ледник здесь поработал очень основательно. Получается, гора Калитва могла быть тем самым местом, где ледяной гигант остановился.
