Читать онлайн «Строение и история развития литосферы». Страница 110

В настоящее время среди значительной группы исследователей, в том числе авторов реконструкций природной обстановки проекта CLIMAP, распространены представления о постоянной термодинамической устойчивости морского ледового покрова Северного Ледовитого океана. Более того, в некоторых работах говорится о непрерывности существования ледового покрова на протяжении нескольких миллионов лет. Однако в последнее десятилетие в связи с глобальным потеплением климата отмечены важные изменения в структуре водной массы, в морской биоте и в ледовом покрове океана. В отношении последнего, как показала космическая съемка, в последнее время в океане вплоть до Северного полюса начали возникать огромные полыньи, отражающие внезапное событие частичной деструкции морского ледового покрова Северного Ледовитого океана.

Анализ имеющихся публикаций, в которых в той или иной степени затрагивается эта проблема, показал, что в геологической истории морского ледового покрова Северного Ледовитого океана неоднократно возникали эпизоды экстремального уменьшения ледовитости, существенно более масштабные, чем возникшие в настоящее время. Важной методической основой для подобного вывода явились установленные корреляционные связи кислородно-изотопных стадий и подстадий, обнаруженных в Гренландском ледниковом покрове и в донных отложениях северной части Атлантического океана, вскрытых скважинами и колонками, со слоями (событиями) Хейнриха (Heinrich, 1988). Эти события фиксируют эпизоды массового сброса материала ледового разноса тающих айсбергов и фрагментов морского льда. Второй важной методической основой сформированного вывода явилось обнаружение в отложениях высокоширотных районов Атлантики планктонных фораминифер, фиксирующих эпизоды разрушения морского ледового покрова и существование открытого океана. Более того, как отмечалось, планктонные фораминиферы, а в некоторых случаях совместно с кокколитами, участвуют в сложении так называемых высокопродуктивных слоев (HP). Эти слои фиксируют неоднократные (по составу планктонных специй) процессы адвекции атлантических вод в высокоширотные районы Атлантического океана, способствовавшие увеличению интенсивности процессов таяния значительных объемов морского льда и айсбергов, приповерхностной редукции солености и, соответственно, вертикальном расслоении океанской водной массы.

Несомненно значительный вклад в выявление временной последовательности интенсивного проявления процессов сброса материала ледового разноса (IRD) был сделан Хенрихом (Heinrich, 1988) при изучении донных колонок, поднятых в северо-восточной части Атлантического океана в районе возвышенности Драйзек (глубины от 3900 до 4550 м).

В изученных колонках донных отложений в пределах позднего плейстоцена Х. Хенрих выявил шесть интервалов повышенного содержания материала ледового разноса (фракции 180–3000 mm). Одновременно изучались планктонные фораминиферы, среди которых установлены фораминиферы поверхностных холодных вод: Neogloboqudpina pachiderma (S.); поверхностных теплых вод: G. truncatulinoides, G. scitula, G. ruben и G. hirsute; поверхностных умеренных (промежуточных) вод: G. inflata. Необходимо отметить, что в ходе исследований было установлено, что наибольшее процентное содержание N. pachiderma, являющейся одним из индикаторов поверхности холодных талых вод почти полностью совпадает с пиками повышенного содержания в осадках материала ледового разноса.

В отношении причин происхождения слоев с повышенным содержанием материала ледового разноса, то первоначально это связывалось, главным образом, с эпизодами высокой инсоляции, которая оказывала влияние как на увеличение притока в океан пресных талых ледниковых вод, так и способствовала возрастанию интенсивности процесса айсбергообразования (Heinrich, 1988). При этом допускалось, что максимальный или повышенный сброс на дно материала, транспортируемого льдом, происходил как в стадиалы, так и в холодные интервалы межстадиалов. Позднее события массового сброса материала ледового разноса стали называться событиями Хейнриха и их стали коррелировать с комплексом различных факторов: с экстремальной деградацией ледниковых щитов, с изменениями уровня океана, реорганизацией океан-атмосферной циркуляции. По нашему мнению, главным фактором являлись существовавшие мощные адвекции полярных вод в Атлантику через пролив Фрама, с которыми был связан вынос огромных полей разреженного морского льда из Арктического бассейна, что позволило высказать мнение о возможной «ледовитости» северной части Атлантического океана. Таким образом, весь комплекс перечисленных причинно-следственных факторов позволяет думать о несомненной связи событий Хейнриха с коллапсами морского ледового покрова не только на его периферии, но и в центральных частях Северного Ледовитого океана, что находит свое отражение в этих районах не только в повышенном содержании грубой фракции в океанских среднеплейстоценовых осадках, но и в появлении планктонных фораминифер (Spielhagen et al., 1997). Повышенное содержание последних в отдельные временные интервалы позволяет думать, что к ним были приурочены открытые пространства океана, свободные от покрова многолетних морских льдов.

Следует отметить еще одно обстоятельство. Как отмечалось, в палеоклиматическом и палеоокеанском отношениях при адвекциях атлантических вод в высокоширотную Арктику между частями океана, покрытого морским льдом, и относительно теплой безледной поверхностью океана создается значительный температурный градиент, который способствует усилению штормовой деятельности и возрастанию интенсивности циркуляции поверхностной водной массы. В конечном итоге это также способствует разрушению морского льда. Благодаря этому градиенту возникают коридоры штормов и фронтальные зоны, способствующие увеличению интенсивности циркуляции поверхностной водной массы и соответственно разрушению покрова морского льда. В качестве одного из результатов ААВ в центральные районы Арктического океана являлось сокращение и, возможно, даже исчезновение морского ледового покрова, а с затуханием процессов адвекции атлантических вод происходило его восстановление и разрастание, что было связано уже с адвекцией полярных вод в южном направлении.

Имея в виду изложенное, среди термодинамических событий покрова морского льда можно выделить три события или состояния: сплошной покров, разреженный и отсутствие льда.

В данной группе событий мы ограничимся лишь перечислением важнейших из них. Это фронтальные зоны и их миграция, этапы интенсивного проявления штормов, а также деградация покровных оледенений, с которыми связаны значительные изменения во внутренней структуре водной массы.

Данный временной интервал отличается последовательной сменой разнопорядковых контрастных климатических обстановок, важными палеоокеанологическими событиями и своеобразными осадочными процессами. Как известно, среди природных обстановок выделяются: ледниковая, позднеледниковая и межледниковая (голоцен). Как показали имеющиеся материалы, палеоокеанологические события в рассматриваемом временном интервале определяются нестабильностью адвекций атлантических и полярных вод, что обуславливает различия в морской биоте, меняющемся температурном режиме поверхностных вод, изменениями солености водной толщи, непостоянством существования морского ледового покрова, а также появлением и миграцией атмосферных фронтов. С таянием ледников в океан поступало значительное количество талых вод, что, с одной стороны, усложняло стратификацию водной толщи, а с другой – в прибрежных мелководных районах за счет возникновения позднеледниковой трансгрессии вызывало значительные изменения в соотношении суши и прилежащей акватории.

Своеобразие осадочных процессов особенно проявлялось в позднеледниковье в связи с гляциотурбидитовым осадконакоплением. Кроме того, существенное влияние на состав формирующихся осадков оказывали айсберги и морской лед, с которыми связано вытаивание из них материала ледового разноса (IRD) и обогащение последним донных осадков. Согласно опубликованным данным зарубежных исследователей IRD в донных осадках начинает появляться в начальной стадии дегляциации, но наибольшая концентрация IRD приурочена к первой трети позднеледниковой трансгрессии, благодаря которой происходило активное разрушение фронтальных частей ледников, выдвинувшихся на шельф, что способствовало образованию значительного количества айсбергов. Установлено также, что IRD обогащает осадки, сформировавшиеся в эпизоды кратковременных похолоданий, например, разновозрастные эпизоды дриаса, в частности, особенно это оказалось хорошо выраженным в позднем дриасе. В осадках межстадиалов пики IRD совпадают с увеличением потока талых ледниковых вод. В голоцене повышенное содержание IRD установлено в отложениях климатического оптимума в пребореале, а также выявлен тренд постепенного увеличения его количества в последние 4000 лет. Таким образом, появление в осадках IRD может быть обусловлено несколькими причинами, а в Арктическом океане (в квартере) в различных количествах присутствует постоянно. Дополнительно к указанному следует напомнить, что для данного района свойственна повышенная сейсмичность, которая также может оказать влияние на интенсификацию процесса айсбергообразования.