Льодовикові епохи в геологічній історії України: Сліди грандіозних заледенінь

Дніпровське зледеніння: Масштабна подія четвертинного періоду у Східній Європі

Дніпровське зледеніння є однією з найзначніших подій у льодовиковій історії Східно-Європейської рівнини. Цей період пов’язаний із максимальним за плейстоцен просуванням льодовикових мас зі Скандинавського центру зледеніння на південь.

Дніпровське зледеніння: Крижаний гігант наступає

Серед усіх льодовикових епох, що пережила Східно-Європейська рівнина, Дніпровське зледеніння посідає особливе місце. Саме в цей період крижані маси зі Скандинавії просунулися на південь найдалі за всю епоху плейстоцену. Уявіть собі цю картину: гігантський крижаний панцир, що повільно, але невблаганно повзе на наші землі!

Коли ж це було? Зазирнемо в льодовиковий календар

Здавалося б, що складного – визначити вік такої грандіозної події? Але насправді це справжня наукова головоломка. Вчені вважають, що Дніпровський льодовик хазяйнував на наших просторах десь усередині так званого неоплейстоцену – а це сотні тисяч років тому!

Щоб зрозуміти точніше, коли саме Дніпровський льодовик вкривав Україну, геологи порівнюють його сліди з глобальними змінами клімату по всій планеті. Для цього вони використовують спеціальний «кліматичний календар», складений за зразками з дна океанів та з древніх крижаних шапок (пам’ятаєте, ми говорили про морські ізотопні стадії, або МІС?). Ці стадії, як позначки в календарі, показують, коли на Землі було холодно (льодовиков’я), а коли тепло (міжльодовиків’я).

Так от, більшість сучасних учених сходяться на думці, що Дніпровське зледеніння припало на період глобального похолодання, відомий як МІС 6. Це було приблизно 191–130 тисяч років тому. Цікаво, що в цей самий час великі льодовики наступали і в інших куточках Європи, і навіть у Північній Америці. Це свідчить про те, що похолодання було справді всесвітнім.

Звісно, є й інші точки зору. Деякі раніші дослідження пов’язували Дніпровське зледеніння зі ще давнішим періодом холоду – МІС 8 (приблизно 300–243 тисячі років тому). Але сьогодні, завдяки новим знахідкам і методам досліджень, більшість учених все ж схиляються до більш «молодої» дати – МІС 6. Уся складність у тому, що льодовики на суходолі залишають сліди, які дуже важко точно «прочитати» й датувати. Це не те саме, що безперервні «літописи», записані в морських осадах або в шарах криги.

А що щодо Московського зледеніння?

Можливо, ви чули і про Московське зледеніння. Багато вчених сьогодні вважають, що це була не окрема подія, а радше пізніша «хвиля» все того ж Дніпровського зледеніння. Схоже, що період МІС 6 не був суцільним морозом. Клімат тоді теж коливався: льодовик міг трохи відступити, а потім знову піти в наступ. Ось один із таких пізніх наступів, приблизно 150 тисяч років тому, і називають Московським зледенінням. Отже, Дніпровське та Московське зледеніння – це, по суті, два акти однієї великої льодовикової драми, що показують, яким складним і мінливим був клімат у ті далекі часи.

Яким величезним був Дніпровський льодовик?

Дніпровське зледеніння справді було однією з найграндіозніших льодовикових подій для всієї Східно-Європейської рівнини. Основна маса льоду прийшла до нас, як ми вже знаємо, зі Скандинавії (Фенноскандії). Проте вчені припускають, що «допомогу» в цій крижаній навалі могли надати й інші центри зледеніння – наприклад, на Новій Землі та Полярному Уралі.

Уявіть собі цю картину: льодовик вкривав неймовірні простори! Вся територія сучасної Білорусі, наприклад, опинилася під його товщею. Цей крижаний гігант не просто лежав мертвим вантажем – він рухався, здираючи й перемішуючи древніші шари порід, як велетенський плуг, і тим самим сильно змінював вигляд землі, її рельєф.

Крижаний «язик» у долині Дніпра

Однією з найвизначніших особливостей Дніпровського зледеніння був так званий Дніпровський льодовиковий язик (його ще називають льодовиковою лопаттю). Це був не просто край льодовика, а величезний, витягнутий потік льоду, який, немов гігантська замерзла ріка, просунувся дуже далеко на південь. І що цікаво, цей крижаний «язик» рухався переважно вздовж древньої долини Дніпра. Це говорить про те, що рельєф, який існував до приходу льодовика (зокрема, сама долина Дніпра), ніби спрямовував рух цих колосальних мас льоду, вказуючи їм шлях.

Як далеко на південь дістався Дніпровський льодовик в Україні?

Отже, ми знаємо, що Дніпровський льодовик був величезний і рухався на південь. Але докуди саме він дійшов на території України? Це дуже важливе питання для вчених. За різними даними, край льодовика досягав широти сучасного міста Дніпро, а деякі дослідники вважають, що він просунувся ще південніше – до місця, де в Дніпро впадає річка Оріль. Ця південна точка особливо цікава, якщо ми хочемо зрозуміти, чи міг льодовик вплинути на район Запоріжжя, який лежить ще південніше. Також відомо, що в районі Канева, що на Дніпрі, льодовик теж доходив до свого максимуму.

Загалом, південна межа Дніпровського льодовика на карті виглядала б як величезна дуга. На заході вона доходила до Карпат (приблизно на широті 48∘30′ північної широти), а на сході – до Поволжя. У районі річок Дон і Хопер льодовик зупинявся майже біля 50∘ північної широти, а от у басейні самого Дніпра межа проходила близько 48∘ північної широти. Уявіть собі, від Києва льодовик міг просунутися на південний схід на цілих 300-400 кілометрів!

Цікаво, що, за припущеннями вчених, сам крижаний щит не завжди вкривав високі пагорби та височини (вододіли) у Середньому Подніпров’ї. Зате його окремі «язики» дуже активно «повзли» річковими долинами. Вони не тільки поглиблювали й розширювали ці долини, але й залишали на пласких вершинах вододілів свої «сліди» – морени (нагромадження каміння та глини), на висоті до 184 метрів над рівнем моря.

Що відбувалося біля краю льодовика?

Якщо Дніпровський крижаний «язик» так далеко пробрався на південь долиною річки, то це означає, що навіть ті райони, які знаходилися трохи південніше його офіційної межі, все одно відчували на собі його крижаний подих. Ці землі перебували в так званій прильодовиковій (перигляціальній) зоні. Що це означає?

• По-перше, там панувала вічна мерзлота – земля була скована морозом на велику глибину.
• По-друге, вітри приносили й відкладали величезну кількість дрібного пилу, з якого пізніше утворився лес (та сама порода, на якій сформувалися наші родючі чорноземи).
• По-третє, від танучого льодовика неслися потужні потоки води. Вони відкладали багато піску та гальки, створюючи особливі піщані рівнини – зандри.

Звісно, наступ, а потім танення такого гігантського льодовика не могли не позначитися на навколишній природі. Річки змінювали свої русла, утворювалися величезні озера біля самого краю льоду, а талі води прорізали нові долини. Льодовик залишав по собі характерний рельєф: пагорби та пасма з морени, великі зандрові рівнини, а також поглиблені та розширені річкові долини. Уся ця діяльність льодовика тисячоліття тому формувала той ландшафт України, який ми бачимо сьогодні.

Льодовикові та перигляціальні відклади і форми рельєфу як свідчення минулого

Як льодовики залишають свої «автографи» на Землі

Уявіть собі гігантський льодовик – це не просто нерухома брила льоду. Він повільно, але впевнено рухається, а потім, коли клімат теплішає, починає танути. І всі ці процеси – рух і танення – залишають на поверхні Землі дуже помітні й характерні «автографи». Це можуть бути особливі види наносів (наприклад, купи каміння та глини) або цілі форми рельєфу (пагорби, пасма, долини). Саме за цими слідами вчені, наче детективи, можуть визначити, де колись був льодовик, куди він рухався і наскільки він був активний.

Морена: «сміття», залишене льодовиком

Одне з найголовніших слів, які потрібно знати, говорячи про сліди льодовиків, – це морена. Що ж це таке? Уявіть, що льодовик – це гігантський бульдозер і одночасно конвеєр. Він згрібає і тягне із собою все, що трапляється на шляху: величезні камені, дрібні камінчики, пісок, глину і навіть найдрібніший кам’яний пил (його ще називають льодовиковим борошном). А коли льодовик зупиняється і тане, все це принесене ним «сміття» залишається лежати на землі. Ось ці скупчення різноманітного матеріалу, принесеного і залишеного безпосередньо льодовиком, і називаються мореною (іноді вчені використовують термін «льодовиковий тил»).

З чого складається морена?

Головна особливість морени – це її цілковита хаотичність. У ній все перемішано без будь-якого порядку, ніби хтось висипав вміст величезного мішка. Ви не знайдете в морені акуратних шарів, як, наприклад, у річкових відкладах. Це завжди дика суміш:

• Уламків гірських порід найрізноманітнішого розміру: від гігантських валунів, що важать багато тонн, до найдрібнішого пилу.
• Уламки можуть бути будь-якої форми: гострокутні, ніби щойно відкололися від скелі, або частково чи повністю обкатані водою та кригою.

Камені-«мандрівники» – головна ознака морени

Мабуть, найпевніший спосіб упізнати морену – це знайти в ній ератичні валуни (або, як їх ще називають, ератики). Що це за «звірі»? Це камені, які вочевидь «не місцеві». Уявіть, ви перебуваєте в степовій зоні України, де під ногами переважно пісок та глина, і раптом бачите величезний гранітний валун! А найближчі виходи таких гранітів розташовані, скажімо, у Скандинавії, за тисячі кілометрів на північ. Як він сюди потрапив? Його притягнув на собі льодовик!

Такі камені-«мандрівники», що за своїм складом відрізняються від місцевих порід, – це стовідсотковий доказ того, що тут колись хазяйнував льодовик. Якщо ми знаємо, звідки прийшов льодовик (наприклад, Дніпровський льодовик прийшов зі Скандинавії), то, знаходячи скандинавські граніти далеко на півдні, ми можемо бути впевнені, що це його «подарунок». До речі, досліджуючи острів Хортицю, теж можна звернути увагу на те, що там зустрічається дуже неоднорідна суміш каміння різного розміру та складу, включно з таким, що не схоже на місцеве, – а це дуже нагадує опис морени.

Які бувають морени? У кожного «сміття» своє місце

Льодовик – це не просто безформна маса криги. У нього є край, дно, боки, і в різних його частинах відбуваються різні процеси. Тому й морени, які він залишає, бувають різними. Давайте познайомимося з головними з них:

• Кінцева (або термінальна) морена: Уявіть, що льодовик тривалий час стояв на одному місці або дійшов до свого найдальшого рубежу й зупинився. Біля самого його краю, наче біля підніжжя гігантської крижаної стіни, накопичувалося все те «сміття», яке він тягнув із собою. В результаті утворювався цілий вал або пасмо з каміння, піску та глини. Це і є кінцева морена. Вона ніби позначає: «Тут був край льодовика!». Саме таку кінцеву морену ми шукали на Хортиці. І гора Калитва, про яку ми ще поговоримо, на думку вчених, теж може бути такою древньою кінцевою мореною.
• Основна (або донна) морена: А це той матеріал, який льодовик тягнув прямо під собою, на своєму «дні», або який витавав із нижніх шарів криги, коли льодовик уже не рухався, а просто танув на місці. Основна морена вкриває великі простори, створюючи нерівний, горбистий або хвилястий пейзаж. На Придніпровській низовині, наприклад, зустрічаються й основні, і кінцеві морени, залишені Дніпровським льодовиком.
• Бічна морена: Якщо льодовик рухався долиною, як ріка, то по його боках, уздовж схилів долини, теж накопичувався уламковий матеріал. Це могло бути каміння, що скотилося зі схилів гір на лід, або матеріал, що витанув із бічних частин самого льодовика. Такі бічні вали й називаються бічними моренами.
• Напірна морена: Іноді рухомий льодовик напирав на шари гірських порід, що лежали перед ним, з такою силою, що зминав їх, відривав величезні шматки та зсував з місця. В результаті утворювалися особливі, напірні морени. Дуже яскраві напірні морени пов’язані, наприклад, з Московською стадією Дніпровського зледеніння.

Існують й інші, більш специфічні типи морен (наприклад, серединні, які утворюються при злитті двох льодовиків, або різні поперечні пасма, що вказують на особливості танення). Таке розмаїття морен свідчить про те, що життя льодовиків було дуже складним і динамічним.

Щоб зрозуміти, який саме тип морени ми бачимо на місцевості, вченим потрібно вивчити не тільки з чого вона складається, а і яку форму має (пагорб, пасмо, рівнина), як вона влаштована всередині і як пов’язана з навколишнім пейзажем. І дуже важливо не сплутати справжні льодовикові відклади (морену) з іншими схожими на вигляд нагромадженнями каміння та глини, які могли утворитися зовсім по-іншому – наприклад, унаслідок сходження селевого потоку або зсуву.

Не лише морени: інші «візитні картки» льодовикової епохи

Морени – це, звісно, дуже важливі сліди льодовиків, але далеко не єдині! Самі льодовики, а також суворі, холодні умови, що панували на величезних просторах навколо них (вчені називають ці умови перигляціальними), створювали й багато інших дуже характерних форм рельєфу та типів відкладів. Давайте познайомимося з деякими з них.

• «Баранячі лоби» – кам’яні підказки про шлях льодовика

Уявіть собі тверду скелю або великий виступ із міцних порід, через який повільно переповзав льодовик. Та сторона скелі, з якої наступав лід (вчені називають її напірною або проксимальною), буде відшліфована та згладжена льодом, а іноді навіть подряпана камінням, що вмерзло в його підошву. Вона стає похилою, як лоб барана – звідси й така незвичайна назва: «баранячий лоб» (французькою «roches moutonnées», що якраз і означає «кучеряві скелі», які нагадують отару баранів). А ось протилежна сторона скелі, з якої льодовик уже сповзав (дистальна сторона), виглядатиме зовсім інакше: нерівною, обривистою, зі слідами виламаних льодовиком шматків породи (цей процес називається екзарацією або виорюванням). «Баранячі лоби» – це не просто мальовничі скелі. Їхня форма і те, як вони розташовані, дуже допомагають ученим зрозуміти, в якому напрямку рухався древній льодовик. Подібні форми були помічені й на острові Хортиця.

• Льодовикове «шліфування» та «подряпини» на камінні

Рухаючись, льодовик не лише згладжував скелі, але й залишав на їхній поверхні або на великих валунах дуже характерні сліди. Уявіть, що в нижні шари криги, наче в наждачний папір, вмерзли гострі камені. Коли льодовик тягнув їх по кам’яному ложу, вони дряпали його, залишаючи довгі паралельні борозни та штрихи. Іноді поверхня каменя від такого тертя ставала гладкою та блискучою, ніби її відполірували.

Ці льодовикове штрихування та полірування – ще одні важливі підказки для вчених. По тому, як спрямовані ці подряпини, можна точно визначити, куди рухався лід. На одному з валунів на Хортиці також були помічені сліди, дуже схожі на таке льодовикове штрихування.

• Зандрові рівнини – піщана спадщина талих вод

  Коли величезний льодовик починав танути, від нього спрямовувалися потужні потоки води. Ці потоки (вчені називають їх флювіогляціальними, тобто «льодовиково-водними») несли із собою величезну кількість піску, гравію та дрібних камінчиків, вимитих з-під льодовика або з його морен. Біля самого краю льодовика, де течія трохи сповільнювалася, весь цей матеріал починав відкладатися, утворюючи великі, майже плоскі або злегка похилі рівнини.

  Такі рівнини, складені переважно шаруватим піском та гравієм, називаються зандровими рівнинами або просто зандрами (слово «зандр» прийшло з ісландської мови, де так називають піщані рівнини перед льодовиками). Зандрові рівнини – це ще один типовий елемент пейзажу, сформованого льодовиком.

• Лес – пил століть, принесений вітром

  У холодні та сухі льодовикові епохи величезні простори біля краю льодовика або на щойно звільнених від нього територіях (наприклад, на тих же зандрових рівнинах чи на дні висохлих озер, що утворювалися біля краю льоду) були позбавлені рослинності. Уявіть собі такі голі, пилові пустелі. Вітер легко підіймав з них хмари найдрібнішого, наче борошно, пилу і відносив його на багато кілометрів.

  Цей принесений вітром пил, поступово осідаючи, утворював потужні товщі однорідного, зазвичай жовтуватого або палевого кольору матеріалу. Його називають лес. Лес дуже поширений у тих зонах, які колись були прильодовиковими, і Україна тут не виняток. Наші знамениті родючі чорноземи багато в чому завдячують своїм існуванням саме лесовим відкладам. Шари лесу, що чергуються з древніми ґрунтами, які встигали утворитися в тепліші періоди, створюють унікальні «архіви» – лесово-ґрунтові серії. Вивчаючи їх, учені можуть відновлювати картину кліматичних змін далекого минулого.

• Ератичні валуни – камені-«мандрівники» знову в центрі уваги

  Ми вже згадували про них, коли говорили про морени, але ератичні валуни настільки важливі, що заслуговують на окрему згадку. Нагадаємо, це великі камені, які льодовик притягнув здалеку – іноді за сотні й навіть тисячі кілометрів від тих місць, де вони початково утворилися (від їхнього «корінного залягання»).

  Вивчення цих каменів-«прибульців» – дуже захоплююче заняття для геологів. Аналізуючи склад такого валуна (вчені називають це петрографічним аналізом), можна спробувати знайти його «батьківщину» – тобто те місце, звідки льодовик його «поцупив». А знаючи, звідки й куди були принесені валуни, можна відновити шляхи руху древніх льодовиків.

Що залишили по собі льодовикові річки та озера

Льодовики – це не лише крига, а й величезна кількість води, що утворюється при її таненні.

• Відклади льодовикових річок (флювіогляціальні): Потужні потоки талої води, що текли від льодовика, несли із собою багато піску, гравію та гальки. Ці матеріали відкладалися в долинах таких льодовикових річок, утворюючи так звані флювіогляціальні відклади (ми вже трохи говорили про них, коли описували зандри, які є частиною цих відкладів).
• Відклади льодовикових озер (озерно-льодовикові): Біля самого краю льодовика або навіть на його поверхні та всередині нього часто утворювалися озера. У цих озерах накопичувалися свої, особливі осади. Дуже характерними для льодовикових озер є так звані стрічкові глини. Уявіть собі: влітку, коли льодовик активно танув, в озеро надходило більше піску та крупніших частинок. А взимку, коли озеро замерзало і танення припинялося, на дно повільно осідали тільки найдрібніші глинисті частинки. В результаті за рік утворювалася пара шарів: світлий, піскуватий (літній) та темний, глинистий (зимовий). Такі річні шари, схожі на стрічки, дозволяють ученим не лише вивчати умови в минулому, а й рахувати роки, як за кільцями на дереві!

Зібравши всі «докази» докупи: льодовиковий пейзаж

Усі ці форми та відклади, про які ми розповіли, – морени всіх типів, «баранячі лоби» та інші сліди виорювання скель льодовиком (екзараційні форми), піщані зандрові рівнини, пилові леси, глини льодовикових озер – разом створюють дуже впізнаваний льодовиковий та прильодовиковий (перигляціальний) ландшафт.

Тому, коли вчені шукають сліди древніх зледенінь, особливо на тих територіях, де льодовик був на самому своєму краю або куди він, можливо, не дійшов, але вплинув здалеку, дуже важливо дивитися на всю картину в цілому. Потрібно шукати не одну якусь ознаку, а цілий комплекс таких «доказів».

Наприклад, якщо ми знайшли щось схоже на «баранячий лоб» або подряпини на камені, потрібно бути дуже обережними. Адже схожі форми іноді можуть створювати й інші природні сили – наприклад, звичайна річка може відшліфувати каміння, а процеси вивітрювання (руйнування порід під дією сонця, вітру та води) можуть надати гранітам химерних обрисів. Тому геологи використовують дуже суворі правила та безліч ознак, щоб точно визначити, чи справді той чи інший слід залишений древнім льодовиком.

Льодовик проти Дніпрових порогів: битва гігантів

Ці знамениті Дніпрові пороги були не просто мальовничою перешкодою для човнів та кораблів. Для геологів це місце – справжня природна лабораторія! Тут могутні потоки Дніпра століттями боролися з дуже міцними скелями Українського кристалічного щита, виточуючи та руйнуючи їх. Звісно, сама річка та процеси вивітрювання (руйнування порід під дією сонця, вітру, води) могли відколювати та переміщувати великі кам’яні брили місцевого походження.

Але тепер уявімо, що до цього вже існуючого «поля битви» додається ще один могутній гравець – Дніпровський льодовик! Ми пам’ятаємо, що його крижаний «язик» просунувся дуже далеко на південь долиною Дніпра. І дуже ймовірно, що самий край цього крижаного гіганта або зона його активного танення впритул підійшли до Дніпрових порогів, а можливо, навіть «наповзли» на них.

Можете собі уявити, яким лютим мало бути це зіткнення! Льодовик, з усією своєю масою та вмерзлим у нього камінням, буквально «шкріб» та «дер» тверді скелі порогів. Цей процес (вчені називають його екзарацією або льодовиковою ерозією) був неймовірно інтенсивним. Льодовик не тільки відривав шматки від місцевих гранітів та гнейсів, але й «захоплював» їх у своє крижане тіло, разом із тими каменями-«прибульцями» (ератиками), які він уже притягнув з далекої півночі.

В результаті всього цього нижні шари льодовика, а також потужні потоки талої води, що виривалися з-під нього, були вщерть насичені великим камінням – і «місцевим», і «привізним». А це, у свою чергу, дуже полегшувало подальше перенесення цих валунів та брил ще далі на південь, за течією Дніпра та його талих вод.

Шукаємо «прикордонні стовпи» льодовика: гора Калита та інші загадки

Щоб зрозуміти, докуди ж усе-таки дістався Дніпровський льодовик, учені шукають на місцевості особливі «знаки» або «прикордонні стовпи», які він міг залишити.

Гора Калита – можливий «край світу» для льодовика?

Одне з таких ключових місць – це гора Калита. Вона розташована в Царичанському районі Дніпропетровської області, на правому березі річки Оріль, і височіє на 81 метр над навколишньою рівниною. І сама форма цієї гори, і те, з чого вона складена, давно привертають увагу дослідників.

Багато геологів вважають, що гора Калита – це не що інше, як величезна кінцева морена, тобто вал із каміння, глини та піску, який льодовик залишив на самому своєму південному краю під час Дніпровського зледеніння. Склад гори – типова для морени хаотична суміш найрізноманітніших уламків, принесених з півночі, – свідчить про те, що льодовик тут попрацював дуже ґрунтовно. Виходить, гора Калита могла бути тим самим місцем, де крижаний гігант зупинився.