Том 55, № 2 (2024)

Эта статья обобщает полученные за 50-летие данные о строении поздненеоплейстоценовой перигляциальной зоны севера древнеледниковой России. Рассматриваются осадки и формы рельефа северных равнин, образованные после регионального покровного оледенения начала позднего неоплейстоцена, т. е. за 60 тыс. лет. Особый акцент сделан на малоизученных явлениях субаэральной седиментации, которая, в отличие от южных районов, до 1990-х гг. обычно игнорировалась в геолого-географических публикациях в пользу ледниковых и водно-осадочных процессов. К настоящему времени на российском Севере установлено широкое развитие субаэральных отложений, включая дюнные и нивейно-эоловые пески и различные облёссованные алевриты. Монотонные алевритовые толщи теперь картируются как парагенез разных типов отложений, под названием “лёссоиды”. Это понятие включает в качестве частных случаев как классический степной лёсс, так и лёссовидные алевриты лесной зоны и криогенно-эоловые отложения типа вечномерзлой едомы. Вместе с этими отпечатками резко континентального климата в контексте перигляциальной обстановки Севера рассматриваются также тесно с ними связанные продукты развития подземного оледенения, такие как жильные льды, солифлюкционные плащи, термокарстово-озерные образования, инверсионные формы рельефа, образующиеся при деградации вечной мерзлоты, а также характерный для континентального климата аллювий и специфическая криоаридная биота. Их палеоклиматические характеристики не дают оснований для реконструкции лесных ландшафтов современного типа в эпоху МИС 3. Последние результаты вместе с переинтерпретацией старых данных свидетельствуют о преобладании в это время безлесных и лесотундровых ландшафтов на многолетней мерзлоте, что ставит перигляциал севера России в один ряд с пленигляциалом Центральной Европы.

Петромагнитные методы дополняют визуальные геологические и гранулометрические исследования субаэральных комплексов, позволяя решать актуальные и интересные с точки зрения палеогеографии задачи. Магнитные характеристики, выражаемые числом, дают обоснованную базу для корректного сравнения субаэральных отложений между собой, для более детального расчленения осадков и уточнения их генезиса, для выявления маркирующих горизонтов, для корреляционного анализа данных различных методов. В работе обсуждаются основные механизмы формирования магнитных свойств лёссово-почвенных серий в различных регионах (“китайский” и “аляскинский”) и особенности в интерпретации петромагнитных параметров в рамках различных механизмов. Анализируется палеоклиматическая информативность петромагнитных параметров в различных физико-географических обстановках. Показаны различия в формировании магнитных свойств лёссово-почвенных серий Сибири (“сибирский” механизм) и представлены принципы палеоклиматической интерпретации петромагнитных данных на основе исследования более 40 разрезов субаэральных комплексов юга Западной, Средней и Восточной Сибири. На примере разрезов субаэральных отложений Восточной Сибири на основе изменения петромагнитных параметров выявлен тренд климатических изменений в течение квартера, отражающийся в смене “педогенного” механизма на “сибирский” и далее на “аляскинский”. Наличие такого тренда может служить критерием для диагностики субаэральных отложений эоплейстоценового возраста.

Помимо многочисленных подземных полостей, связанных с процессами растворения карбонатных пород, в пределах Алтае-Саянской горной области имеется целый ряд пещер, развитых в некарстующихся и слабокарстующихся породах. Среди них своими размерами выделяются пещеры конгломератовой нарвской толщи Баджейского массива (Восточный Саян, Манский прогиб). Самыми выдающимися пещерами здесь являются Большая Орешная, Дудинская и Баджейская, длина составляет более 50 км, 35 км и 10 км соответственно. Известняки среднегорья Алтая часто контактируют с эффузивными и интрузивными породами и изменены в пределах контактовых зон метаморфизма до плотных мраморизованных пород, что делает невозможным протекание карстовых процессов. Тем не менее в мраморизованных известняках нижнего кембрия каянчинской свиты Горного Алтая развиты крупные пещеры Алтайская и Кёк-Таш общей протяженностью 4.7 и 3.2 км соответственно.

Детальное картографирование пещер, развитых в некарстующихся и слабокарстующихся породах, показало их тесную пространственную связь с системами новейших разрывных нарушений. В пещерах по зонам разломов обнаружены признаки повсеместной аргиллизации (изменение исходного вещества гидротермальными процессами и замещение его новообразованными глинистыми минералами). Предлагаемый нами механизм формирования пещер в некарстующихся и слабокарстующихся породах сводится к выносу грунтовыми водами аргиллизированного гидротермальными процессами по зонам разломов субстрата без существенного участия растворения (карстовых процессов). Это роднит данный механизм с хорошо известным процессом “глинистого карста”, связанного с суффозией в глинистых породах. Отличие сводится к развитию изученных нами форм и процессов в аргиллизированных разломных зонах, а не в глинистых толщах.

На основе результатов многолучевого эхолотирования и сейсмического профилирования, выполненных в 2018–2019 гг. в рамках научных рейсов НИС “Академик Николай Страхов”, с привлечением всех ранее опубликованных данных разработана концептуальная схема образования пингоподобных форм на шельфе Печорского моря (юго-восточная часть акватории Баренцева моря между островами Колгуев и Вайгач). При интерпретации генезиса рельефа дна на полигоне площадью около 12 км² использованы как полученные авторами новые геофизические данные, так и материалы бурения, опубликованные ранее. Установлено, что образование пингоподобных форм на дне происходит при наличии многолетнемерзлых пород в условиях отрицательных температур придонных вод под действием потока флюидов из недр. Основной причиной возникновения пингоподобных форм является образование зон аномально высокого пластового давления в толще или ниже подошвы многолетней мерзлоты в результате миграции флюидов к поверхности дна. Образованию пингоподобных форм предшествует появление валообразного поднятия дна за счет выдавливания пластично-мерзлых глинистых толщ к приповерхностной части разреза. В дальнейшем в результате нарушения сплошности и частичного оттаивания многолетней мерзлоты на своде валообразного поднятия начинается рост пингоподобной формы, представляющей собой грязевулканическую постройку. Миграция газа по вертикальному каналу к вершинному кратеру может сопровождаться промерзанием слагающих пингоподобную форму глинистых осадков в результате дроссельного эффекта Джоуля‒Томпсона. Истекающие из вершинного кратера грязевые массы могут промерзать на склонах пингоподобной формы в результате охлаждения содержащейся в них пресной воды в условиях отрицательных придонных температур. Увеличение размера грязевулканической постройки приводит к снижению давления близ подошвы деградирующей под действием флюидопотока многолетней мерзлоты, что приводит к постепенному оседанию валообразных поднятий дна и возникновению компенсационных впадин. По результатам повторного мониторинга газопроявлений установлено, что более половины пингоподобных форм на обследованном полигоне в настоящее время являются действующими каналами миграции флюидов из недр к поверхности дна и в водную толщу.

На Западном Сахалине (бассейн р. Яблочной) восстановлена геологическая летопись экстремальных паводков, связанных с прохождением наиболее сильных тайфунов и глубоких внетропических циклонов за последние 6370 лет. Для реконструкций использован разрез торфяника с многочисленными слоями суглинков, образованных в экстремальные паводки. Современным аналогом событий является тайфун Филлис (1981 г.), при прохождении которого выпало до 300 мм осадков. Для выявления доли минерального компонента, основным источником которого были полые воды, определена зольность отложений. На основе возрастной модели определен возраст 38 экстремальных паводков и периодов более слабых паводков, когда накапливались органоминеральные отложения. В периоды усиления циклогенеза повторяемость экстремальных паводков составляла 1 раз в 10—30 лет. Проанализирован палеоклиматический фон событий. Длительные периоды с сильными паводками выделены 6470—5490, 4300—3670 л. н., последние 3110 л. н. сильные паводки были редкими явлениями. Проведено сравнение с записями сильных паводков, произошедших на восточном побережье Южного Сахалина и в других регионах Восточной Азии. Установлено, что периоды с частым прохождением сильных палеотайфунов и глубоких внетропических циклонов не всегда совпадают по времени, что могло быть связано с разными траекториями выхода циклонов при разных климатических ситуациях. Как и в современный период, усиление интенсивности циклогенеза и повторяемости тайфунов в среднем-позднем голоцене были тесно связаны с увеличением температуры в западной части тропической зоны Тихого океана, аномалиями Эль-Ниньо и центров действия атмосферы.