CC BY
81
УДК 551.4
А.А. Свиточ1
КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ В ПАЛЕОГЕОГРАФИИ ПЛЕЙСТОЦЕНА2
Выполнена оценка влияния катастрофических событий на природные процессы плейстоцена. Среди катастрофических событий по времени и динамике их осуществления выделяются катаклизмы — быстрые и динамичные процессы, часто с трагическими последствиями, и кризисы — менее сильные и более растянутые по времени явления.
В масштабе плейстоцена эволюционный природный процесс и сопутствующие ему разнообразные катастрофические события представляют собой явления разнопорядковые по времени и масштабу, не сравнимые между собой по результатам воздействия на рельеф и ландшафтную обстановку. Основная причина этого — быстротечность и локальность проявления катастроф.
Ключевые слова: катастрофы, систематизация, палеогеография плейстоцена, природный процесс.
Введение. В палеогеографической летописи Земли отчетливо прослеживаются ситуации, когда относительно равномерное (эволюционное) развитие природы прерывается и сменяется быстрыми ускорениями, во время которых резко меняются динамика природного процесса и состояние его систем, часто сопровождаемые драматическими последствиями. Среди них в геологическом летоисчислении отмечается определенная иерархия. Самые продолжительные кризисы, такие как покровные оледенения в протерозое, рифее и фанерозое, масштабные вымирания морских организмов на границе перми и триаса либо исчезновение динозавров в позднемеловое время, охватывают миллионы и десятки миллионов лет. В масштабах последнего геологического периода — квартера — эти события не могут считаться кризисами, поскольку по продолжительности они много дольше четвертичной эпохи. Катастрофы плейстоцена более быстротечны. Им посвящена обширная литература, в которой рассматриваются все возможные типы кризисов и их физические аспекты [2, 3, 11, 12, 14, 20], анализируются и трагические последствия катастроф с указанием причиненного ущерба и перечислением жертв [6, 12, 15]. Меньше публикаций, в которых описано конкретное воздействие катастроф на окружающую природную обстановку — рельеф местности, ландшафты; среди них следует отметить исследования, касающиеся природы рельефообразования [1, 25—27, 30]. В работе [13] предложено различать в климато-морфогенезе типичные и аномальные процессы, при этом последние состоят из критического, кризисного и катастрофического циклов. Почти отсутствуют разработки, где дана оценка соразмерности влияния быстрых и эволюционных процессов на общий ход развития природы и ее основных компонентов в масштабе плейстоцена и его отдельных эпох.
В статье автор предельно сузил рассмотрение возможного влияния катастрофических событий на развитие окружающей природы временными рамками плейстоцена. Не рассматривается здесь также проис-
хождение тектонических трогов и систем вулканических островов — образований, относящихся к другой иерархии катастрофических событий.
Терминология и систематизация катастрофических событий. Быстрые палеогеографические события называют по-разному: спазмы, эпизоды, точечные (скачкообразные) экстремальные, критические изменения, дестабилизация, конвульсии и т.д. Чаще всего используют термины «кризисы», «катаклизмы» и «катастрофы».
Катастрофа (catastrophe — греч., означает поворот, гибель, уничтожение) — применительно к быстрому природному процессу существует много определений этого термина: от кратких — «катастрофа — относительно быстрый переход системы к новому качеству» [2, с. 9], «...катастрофа — бурное изменение системы под воздействием внешних сил» [14, с. 14] до более развернутых — «катастрофа — природное бедствие, быстрое и мощное изменение природной системы, связанное с реализацией ее неустойчивости» [20, с. 100] либо более сложных — «катастрофа — событие, происходящее в истории какой-либо системы, когда стресс достаточно велик, чтобы вызвать коренные изменения главных структур системы, . вся система распадается, и . место разрушенной системы занимает новая модифицированная система» [12, с. 45]. Все эти определения нуждаются в следующем дополнении: катастрофические явления часто совершенно не связаны с системами, на которые они воздействуют (цунами, метеориты и т.д.).
Существует мнение [12], что термин «катастрофа» нельзя использовать при описании геологических событий, поскольку они могут быть разрушительны для одних объектов, а для других оказаться благотворными. Применительно к масштабу плейстоцена под палеогеографической катастрофой (paleocatastrophe) автор понимает быстрое природное событие, оставившее после себя значительные следы (изменения) окружающей обстановки, иначе — это выраженные в конкретных природных объектах катастрофы прошлых эпох.
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, лаборатория новейших отложений и палеогеографии плейстоцена, профессор, гл. науч. с., e-mail: [email protected]
2 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 08-05-00113 и 08-05-00114).
Созданы разнообразные систематизации (классификации) крупных стихийных бедствий, основанные на различных критериях: по характеру осуществления: регулярные, повторяющиеся, случайные и редкие [12]; по типу среди природных катастроф выделяют землетрясения, цунами, вулканизм, оползни, паводки и наводнения, атмосферные явления и падения небесных тел [15], а по осуществлению — пороговые и точечные [14]; по размерам происшествия и убыткам выделяют большие и малые катастрофы [15]; по генезису катастрофы подразделяют на экзогенные и эндогенные [3], а также на происходящие в подземной, водной и воздушной оболочках; обусловленные астрономическими, климатическими, гидрологическими и геологическими причинами [22].
При систематизации катастрофических процессов важно разделить их по времени осуществления на быстрые (непродолжительные) и продолжительные. Первые события в масштабе плейстоцена очень скоротечны (минуты, часы, сутки, редко дольше), с резким усилением динамики процесса, с драматическими последствиями для окружающей природной обстановки, для биоты и населения. К таким событиям хорошо подходит определение «катаклизм», в геологии это означает событие, приведшее к внезапным и значительным изменениям поверхности земли. Существует определение катаклизма: «Событие в истории системы, когда стресс достаточен, чтобы вызвать коренные изменения главной структуры системы, и вся система и ее подсистемы разрушаются» [12, с. 45]. Катаклизмы имеют очень разрушительные последствия, однако в природном процессе на конкретных территориях преодолеваются относительно быстро.
Другие катастрофические процессы более длительные и внушительные по масштабам осуществления, в рамках плейстоцена они могут продолжаться годы, сотни и тысячи лет с относительно быстрой, но не столь драматичной сменой природной обстановки. Для определения такого рода растянутых по времени катастроф часто употребляют термин «кризис». Кризисы определяют как события в ходе развития системы, когда напряжения (стресс) достигают величины, достаточной чтобы возникла угроза конечного изменения главных структур данной системы, но система сохраняется, восприняв этот стресс и разделив его между подсистемами [12, с. 45]. Растянутые во времени кризисы протекают менее трагично, однако их суммарное воздействие на окружающую обстановку весьма значительно, что прямо связано с динамичностью и продолжительностью их осуществления.
Катастрофы. Наиболее крупные изменения природных обстановок отмечаются во время таких катастрофических событий, как катаклизмы и кризисы.
Катаклизмы в истории Земли происходили неоднократно, однако их достоверные следы не столь многочисленны, как можно ожидать. Чаще следы катаклизмов отмечаются в исторических хрониках
и преданиях [7]. Они обычно не древнее середины голоцена, охватывают последние 4—5 тыс. лет, а большая часть информации относится к современности и последним историческим эпохам.
Причины катаклизмов самые разные — астрономические (падение тунгусского метеорита), вулканические (извержения вулканов Кракатау, Тамбора, Санторин, Безымянного), землетрясения (Гоби-Алтайское, Аляскинское), гидрологические (Чилийское цунами, паводок Кларк-Форк, Алтайские потопы).
Кратко перечислим результаты некоторых из них. При взрыве тунгусского метеорита образовалась широкая зона поваленных деревьев и возникли многочисленные пожары. На месте падения не удалось обнаружить воронку и крупные метеоритные обломки, найдены только мельчайшие шарики расплавленного вещества [20].
Аляскинское землетрясение (1964) [5, 6] с маг-нитудой 8,0—8,6 продолжалось несколько секунд и вызвало значительные деформации земной коры, охватившие площадь около 200 тыс. км2. Отмечались многочисленные изменения высоты земной поверхности: зона опускания до 2 м протянулась вдоль горной цепи Кадьяк, а зона поднятия (до 11 м) — вдоль берега Аляскинского залива. Вертикальные смещения дна Аляскинского залива вызвали гигантскую морскую волну, опустошившую побережье и распространившуюся по всему Тихому океану.
Гоби-Алтайское землетрясение (1957) с магниту-дой 8,6 [20] произошло на юге Монголии с эпицентром между горами Баян-Цаган-Ула и Иха-Богдо, повсюду возникли многочисленные трещины, распространившиеся на 250 км к востоку. Вдоль основного разлома произошли разноамплитудные поднятия склонов хр. Иха-Богдо и опускание по разрывам в его центральной части. Максимальное вертикальное смещение составило 328 м, а горизонтальные смещения достигали нескольких десятков метров.
Извержение вулкана Кракатау (1883) состояло из серии гигантских взрывов, выброс пепла достиг высоты 80 км, объем выброса составил 16 км3, а площадь распространения превысила 750 тыс. км2, мощность слоя пепла 15 м, а мощность лавовых потоков 60 м. Вулкан раскололся на две части, его большая часть опустилась на дно океана [20]. Еще более крупным катаклизмом было извержение влк Тамбора (815), которое по энергии превысило извержение Кракатау в 10 раз. В воздух было выброшено 100 км3 тефры, а на месте конуса образовалась кальдера диаметром 7 км и глубиной 0,7 км [19]. С катастрофическими изменениями рельефа связано и извержение влк Безымянный на Камчатке (1956) — после взрыва на месте его вершины возник кратер размером 1,5x2,0 км, причем на 200 м ниже. Площадь, покрытая пеплом, имела длину 400 км и ширину 150 км [20].
Чилийское цунами (1960) было вызвано подводным землетрясением в районе Южно-Американского желоба. Через 15 мин после землетрясения цунами
обрушилось тремя гигантскими волнами на побережье Чили, самая большая из них достигла высоты 10 м и двигалась со скоростью 100 км/ч. Волна со скоростью 700 км/ч пересекла Тихий океан и обрушилась на Японские острова, основательно разрушив их берега [6].
Впечатляют и последствия от обрушения ледника Литуя с высоты 900 м в воды Аляскинского залива, что было вызвано землетрясением (1953). Волна, образовавшаяся во время падения льда, выплеснулась на берег и все смыла до высоты 516 м [25].
Существует обширная литература, посвященная описанию гигантских водных потоков, возникавших во время прорыва ледяных запруд. Одно из самых известных — прорыв водами оз. Мизула ледяной запруды Кордильерского ледника, произошедший несколько тысяч лет назад. Талые воды прорвали плотину и устремились в долину р. Колумбия и на окружающее ее плато, произведя грандиозную эрозионную работу. Вся поверхность плато была разрезана сетью глубоких рвов, достигавших длины 80 км при глубине 450 м [9]. У нас в стране следы таких явлений отмечаются на Алтае в долинах рек Катунь и Чуя [4, 8, 21]. Самый крупный паводок случился около 25 тыс. л.н. при разрушении ледниковой плотины Чуйского палеоозера объемом более 600 км3.
Крупнейшим оползнем в историческое время считается оползень, произошедший на Памире в 1911 г.; он был вызван землетрясением, во время которого масса рыхлого материала объемом 2,5 км3 образовала дамбу высотой 300 м, подпрудив обширное озеро глубиной 284 м и протяженностью 53 км [15].
Кризисы — продолжительные (затянувшиеся) катастрофы в плейстоцене более редки, чем катаклизмы. Их выделение (диагностика) часто затруднена, поскольку не всегда ясно, где проходит грань, отделяющая их от просто ускоренного эволюционного процесса. По масштабам проявления они могут быть глобальными, зональными и региональными, отличаясь также по времени, характеру, динамике и глубине осуществления. В геологическом масштабе фанерозоя весь плейстоцен — пример глобального палеогеографического кризиса, глубокого изменения неогеновой обстановки на иную, совершенно отличающуюся плейстоценовую. Примером крупного зонального палеогеографического кризиса, особенно резко проявившегося в умеренных широтах Северного полушария, могут служить события в конце позднего плейстоцена. Это была эпоха быстрого формирования и распада материковых и шельфовых ледников Евразии, Северной Америки, сокращения горных ледников Альп, Кавказа и Анд, исчезновения ландшафтов и некоторых видов животных, начала последней трансгрессии океана. К крупным кризисам последней эпохи плейстоцена—голоцена можно отнести такие события, как распад берингийской суши, исчезновение Аральского моря и малый ледниковый период Европы.
Распад берингийской суши. Во время последней ледниковой эпохи, когда осушался арктический шельф, на обширной территории Чукотки, Аляски и осушенного дна Ледовитого океана существовал огромный сухопутный массив Берингия с экзотичными тундрово-степными ландшафтами. С началом послеледниковой трансгрессии океана началось разрушение Берингии. Наиболее катастрофично оно происходило в период 16—15 тыс. л.н., когда вода прибывала со скоростью 10 мм/год, отодвигая каждый год берег на 0,6 км. Завершилось разрушении Беринги около 11,5 тыс. л.н. после открытия пролива Шпанберга. Было залито водой около 100 тыс. км2 суши, разрушен огромный массив берингийской суши и исчезли неповторимые тундро-степные ландшафты [24].
Голоценовая история Аральского моря — это последовательное чередование кризисных ситуаций. В начале голоцена в его обширной осушенной котловине существовали многочисленные озера с разной степенью солености, при высыхании превращавшиеся в солончаки. В устьевых частях речных систем находились стоянки неолитических охотников и рыболовов. В середине голоцена русло Амударьи повернуло к Аралу и быстро затопило его котловину, уничтожив существовавшие здесь озерно-солон-чаковые ландшафты. Второй кризис, вызванный уже антропогенным вмешательством, произошел в середине прошлого века и привел к исчезновению Аральского моря.
В середине прошлого тысячелетия (1500—1700) в Европе отмечалось значительное похолодание климата (самое крупное в голоцене), известное как малый ледниковый период. Средние значения температуры лета упали до 15,3, зимы — до 3,2 °С, а годовые составили всего 8,8 °С [7]. Граница леса опустилась на 200 м, полярные льды сковали берега Исландии и Гренландии, что привело к сокращению и исчезновению там европейских поселений.
Другой климатический кризис — иссушение — отмечался в Африке на территории Сахары в конце голоцена. Ее докризисные ландшафты и биологический мир установлены по наскальным рисункам. В позднем неолите для Сахары были характерны ландшафты зеленых равнин и лесистых долин, где водились жирафы, буйволы, антилопы и слоны, а в обширных водоемах обитали бегемоты и крокодилы. Наступившее резкое иссушение климата превратило Сахару в пустыню («период верблюда»). По одним данным, это событие произошло около 5 тыс. л.н. [31], а по другим — за несколько десятилетий до нашей эры [7].
Палеокатастрофы, которых не было. В литературе периодически появляются сведения о грандиозных природных катастрофах, случившихся совсем недавно, — в конце плейстоцена—голоцене. Среди них в первую очередь следует упомянуть евразийские гидросферные катастрофы, имевшие место в конце позднего плейстоцена в Северной Евразии [10]. По
материалам геоморфологического анализа реконструирована транссибирская система гряд и ложбин, которая начинается в Центральной Арктике и через Сибирь выходит к Черному морю; она была создана катастрофическими водными потоками огромной мощности, выходившими из глубоководной части Северного Ледовитого океана. В Сибири пластовые потоки достигали ширины 1000 км. Катастрофа представляла собой событие планетарного масштаба и наложила отпечаток на многие стороны природы Земли [10]. В региональном плане ее результатом стало заполнение до краев котловины Каспийского моря водой арктического подледного озера, что стимулировало хвалынскую трансгрессию Каспия. Производными потока были бэровские бугры Нижнего Поволжья, гряды Маныча и Ергеней.
К сожалению, эти очень интересные представления о евразийской гидрологической катастрофе не обоснованы достоверно, а фактические данные даже противоречат этому. Например, бэровские бугры Нижнего Поволжья — это позднехвалынские аккумулятивные формы прибрежно-морского мелководного происхождения, расположенные на отметках ниже нуля, гряды Маныча — это эрозионные формы, «вырезанные» в дохвалынское время в отложениях буртасского озера на отметках до 50 м, а находящиеся на 150 м выше грядовые возвышенности Ергеней — это еще более древние структуры. Если считать, что все эти разновозрастные полигенетические формы образовались в одном потоке, то его южные борта надо искать вдоль склонов хр. Эльбурс, а северные — у Донской и Приволжской возвышенностей Восточно-Европейской равнины. До настоящего времени морфологически выраженные борта этого громадного потока никем не обнаружены. (Интересно, что, по [17], бэровские бугры — производные другого катастрофического события — грандиозных гравитационных оползней на мелководьях хвалын-ского Каспия.)
Меньшая по масштабам, но более драматичная по последствиям катастрофа («Всемирный потоп») описывается в [28] для хвалынской трансгрессии Каспия, обусловленной перетоком приледниковых вод из Западной Сибири в Арал и по Узбою в Каспий: уровень воды во время потопа повышался со скоростью 1—2 м/год, а величина затопления составляла 30 м/день, после преодоления порога у Зунда-Толги водная катастрофа распространилась на Маныч и Азово-Черноморский регион, уцелел только Ной с семейством, которые на ковчеге по хвалынскому морю достигли склонов Арарата. Это, как и в случае с евроазиатским катаклизмом, не обеспечено документальными материалами и противоречит существующим фактам [23]. Не было проточного Аральского водоема и стока из него по Узбою в Каспий. Хотя хвалынская трансгрессия и происходила скоротечнее, чем предшествующие ей хазарская и бакинская трансгрессии, однако по всем другим характеристикам (уровень
подъема вод, их соленость, фаунистические особенности, рельеф берегов и т.д.) она была идентична им и также совпадала с холодными климатическими эпохами. Хвалынская трансгрессия не могла быть катастрофой для населявших ее побережье народов, так как уровень моря поднимался со скоростью несколько сантиметров в год в течение жизни многих поколений людей. Еще меньше было влияние проникновения хвалынской трансгрессии в древний Понт, где со скоростью 0,7 см/год была затоплена средняя часть черноморского шельфа (—50...—20 м абс. высоты).
Кроме отмеченных ультракатастроф существуют и другие описания крупных и столь же драматичных природных катаклизмов. Но, как правило, чем масштабнее и трагичнее катастрофа, тем менее она обоснована фактологически.
Влияние палеогеографических катастроф на природные процессы в плейстоцене рассмотрим последовательно — от общей характеристики и оценки скорости природных процессов до анализа катастрофических событий и их сравнительной характеристики.
Общие черты и интенсивность природных процессов в плейстоцене. В плейстоцене продолжалась общая необратимая эволюция природы Земли и ее отдельных компонентов [22], она в целом характеризовалась повсеместностью, дифференцированностью, направленностью и колебательностью, что отметил еще 60 лет назад К.К. Марков. Повсеместно и дифференцированно проявлялись разнообразные по форме и интенсивности тектонические движения, связанные с эндогенной энергией Земли. Повсеместным было и похолодание, обусловленное периодичностью действия астрономических факторов и вызвавшее появление наземного, подземного и морского оледенения. Похолодание проявилось с разной интенсивностью. Колебательный характер климатического процесса выражался в последовательной смене холодных эпох более теплыми, сухих — более влажными, причем эпохи имели разную продолжительность, а соотношения температурных колебаний и осадков — разнообразными. Главную роль среди климатических характеристик в умеренных и высоких широтах Земли играет температура. Похолодание климата, обусловленное уменьшением теплоприхода Земли, — главная причина возникновения обширного ледникового покрова на материках и в океане. Помимо оледенения в результате климатических изменений стал развиваться новый тип природной зональности — в умеренных и высоких широтах широко проявились арктическая и тундровая зоны; возник особый «перигляциальный» тип осадконакопления; произошли гляциоэвстати-ческие изменения уровня океана; преобразовались флора и фауна, появились перигляциальные группы животных и растений.
Развитие природы в плейстоцене имело тенденцию к ускорению общего природного процесса. От неогена были унаследованы характер тектонических
движений и климатические изменения в сторону похолодания и дифференциации. Плейстоцен от предшествующего геологического периода, как и вообще от любой геологической эпохи, отличается неповторимостью его природы в целом, во всей совокупности природных процессов, компонентов, объектов и т.д. Это ярко выражается в типе природной зональности, характере рельефа, «наборе» осадочных формаций и скорости проявления природных процессов.
В плейстоцене увеличение интенсивности природных процессов прямо обусловлено их динамичностью. Используя обстоятельную работу З. Кукол [16], кратко охарактеризую некоторые из них. Средняя скорость горообразовательных движений составляла 1—2 мм/год, для молодых орогенных структур отмечается рост поднятий со скоростью более 3 мм/год. Считается, что при подъеме со скоростью около 1 мм/год горные поднятия высотой 2—4 км образуются за 2—4 млн лет. Для высоких хребтов скорость поднятия может достигать 10 мм/год.
Еще более высокая скорость характерна для гляциоизостатических движений в плейстоцене. Например, максимальная скорость подъема Фенно-скандии составляет более 10 мм/год, а Гренландия поднимается со скоростью 105 мм/год. Опускание дна Мексиканского залива в квартере происходит со скоростью 0,7 мм/год, а впадин Черного и Каспийского моря — до 5 мм/год.
Разнообразна и скорость седиментации. Для речных пойм она составляет от 0,02 до 41 см/год, в приледниковых озерах ленточные глины накапливаются со скоростью 15—100 см/год, а пресноводные торфяники — 0,2—0,98 мм/год. Эоловые отложения на побережьях Каспия образуются со скоростью 65,9—86,2 см/100 лет. Осадконакопление на акватории Мексиканского залива составляет 60—100 см/1000 лет, а в среднем для Мирового океана — 0,01-0,1 см/1000 лет.
В зависимости от обстановки существенно отличаются и значения скорости эрозионных процессов: от 1000 м/1000 лет при боковой эрозии водных потоков до долей сантиметра за 1000 лет при эрозии в низменных районах. Высокая скорость абразии установлена на пляжах Калифорнии (до 11 м/год), еще больше скорость термоабразионного размыва (>20 м/год), отмеченная на некоторых участках арктического побережья Сибири.
Средняя скорость денудации континентов приблизительно определена в 10 см/1000 лет. В высоких горах и гляциальных областях скорость денудации может в 50-100 раз превышать ее средние значения.
Отмеченными особенностями эволюционного процесса в плейстоцене и скоростью его осуществления и обусловлены природное разнообразие Земли и основные черты ее поверхности.
Отражение катастрофических событий в природной обстановке плейстоцена. Существует весьма устойчивое мнение, что катастрофам в истории Земли
принадлежит решающая роль и, в частности, при формировании рельефа и ландшафтов. Упоминания о трагических катастрофах имеются во многих повествованиях, например это события, описанные в Библии: гибель Содома и Гоморры. Научные разработки теории катастроф принадлежат Ж. Кювье, полагавшему, что в истории Земли периоды стабильности прерываются структурными несогласиями и вымираниями, обусловленными катастрофами. После работ Ж.Б. Ламарка, утвердившего принципы единообразия (униформизма) и показавшего, что геологическая история Земли характеризуется постепенностью и ненаправленностью, теория катастроф подверглась серьезной критике.
С середины прошлого века стали появляться работы, в которых возрождаются представления о большом значении катастроф в новейшей истории Земли [10, 12, 21, 25, 32, 33]. Чаще всего приводятся примеры событий, обусловленных катаклизмами (некоторые из них описаны выше).
Рассмотрим влияние катаклизмов на природный процесс для современного, исторического и доисторического (плейстоцен-голоценового) этапов. Наибольшее воздействие на природную обстановку связано с эндогенной энергией — землетрясениями и вулканизмом, в результате действия которых происходят самые сильные катастрофы по числу жертв, ущербу и воздействию на окружающую природную обстановку. Материалы о землетрясениях многочисленны и схематизированы в таблице [15]. Из нее можно видеть, что даже при самых крупных землетрясениях вертикальные и горизонтальные смещения земной поверхности составляют несколько метров при скорости срыва в сотни метров — километры в секунду.
В горных областях землетрясения сопровождаются оползнями и лавинами, самые крупные из которых существенно изменяют окружающую обстановку. Так, отмеченный выше оползень Усой на Памире образовал в долине р. Мургаб крупную дамбу, под-прудившую обширное озеро. Во время землетрясения на Аляске в 1984 г. сорвалась часть горы Шеттер-Пик (объем 23 млн км3), и у подножия образовался обширный многокилометровый шлейф грубообломочного материала мощностью несколько метров.
Влияние вулканических извержений на окружающую обстановку заключается в мощном взрыве и следующих за ним лавовых и грязевых потоках, выпадении тефры, наводнениях и выходах газов. Следствие наиболее крупных катаклизмов — разрушение вулканических массивов с формированием новых кальдер и образование обширных покровов из лав и пеплового материала. Так, во время извержения влк Катмей на Аляске толщина слоя пепла вокруг вулкана достигала 15 м, а в 160 км — 3 м. Лавовые покровы вулкана Мауна-Лоа на Гавайях [6] занимают площадь 650 км2. Во время крупнейшего извержения в Исландии в 1783 г. лава покрыла площадь 566 км2 [6].
Значения вертикальных и горизонтальных деформаций от аномальных землетрясений, по [15]
Область и дата Характер смещения Величина смещения
Аляска, залив Якутат, 1898 Резкое поднятие Величина наибольшего задокументированного поднятия 15 м
Аляска, Анкоридж, 1965 Вертикальные деформации на площади 200 000 км2 На о. Монтагью поднятие более 10 м, на континенте до 8 м
Чили, 1960 Вертикальные деформации вдоль зоны длиной 1000 км и шириной 200 км. Изменения морфологии морского дна На континенте опускание до 2 м, на шельфе поднятие на 1—3 м. На о. Моча поднятие до 2,5 м
Средняя Азия, различные землетрясения Вертикальные движения выражены ярче, чем горизонтальные Поднятия и опускания на 0,5—7 м в зависимости от интенсивности землетрясения
Калифорния, Сан-Фернандо, 09.02.1971 Сложная система смещений. Непосредственно на разломе поднятие, в удалении от него — опускание Максимальное поднятие 219 см
Перу, Париагуанча, 1962 Сложное смещение, вертикальная составляющая более выразительна, чем горизонтальная Максимальное поднятие 120 см, максимальное горизонтальное смещение 30 см
Калифорния, Лонг-Бич, 1933 Сводообразное поднятие плоскогорья Аламитос, образование купола диаметром 7 км Максимальное поднятие 18 см
Япония, Хиуганада, 1957 и 1968 По уровнемерным данным установлены вертикальные смещения Сначало поднятие в среднем на 5 см, затем опускание на ту же величину
Калифорния, Сан-Франциско, 1906 Горизонтальное смещение Максимальное на 7 м
Аляска, система разломов Фэруэ-тер, 1964 Наиболее крупное из документированных моментальных горизонтальных смещений Максимальное на 8 м
Япония, залив Сагами к югу от Токио Почти такое же горизонтальное смещение, как выше Максимальное на 8 м
Северная Монголия, большой разлом, 1905 Горизонтальное смещение На 3-4 м
Иран, Дашт-и-Байаз, 1968 Горизонтальная составляющая превышает вертикальную Горизонтальное смещение на 4,5 м, поднятие — на 2,5 м
Калифорния, Импириал-Валли, 1940 Горизонтальное смещение, устанавливаемое по смещению рядов фруктовых деревьев Максимальное на 5,5 м
Гватемала, 1976 Преобладает горизонтальное смещение При землетрясении на 1 м, затем постсейсмическое смещение
Следы катаклизмов в историческое время часто отмечаются в летописях [7], реже они встречаются в природной обстановке. Одно из самых известных событий — извержение влк Санторин, случившееся около 1000 лет до н.э., во время которого все города о-ва Тир были погребены под слоем пемзы и пепла. Аналогичные по трагическим последствиям события произошли и после извержения Везувия в 79 г. до н.э., когда Помпеи и Геркуланум были засыпаны пеплом [20].
Достоверных следов доисторических катаклизмов установлено еще меньше. Отметим лишь некоторые. Так, в штате Орегон в середине голоцена во время извержения вулкана произошел выброс пемзы и пепла объемом 50—70 км3, обрушился вулканический конус с образованием кальдеры диаметром 8—10 км и глубиной 1130 м [15].
В голоцене в Исландии произошло обширное по площади излияние лав с объемом 480 км3 [15]. К концу позднего плейстоцена относится образование в Приэльбрусье вала Тюбеле высотой до 200 м в результате сейсмического толчка и обвала коренного склона долины р. Баксан [1].
Один из крупнейших оползней случился около 12 тыс. л.н. в Саид-Марехе (массив Загрос), где со склона сорвалось около 20 км3 известковых пород, со-
здавших на месте цветущей долины обширную (166 км2) заваленную глыбами голую поверхность [15].
Следы огромного подводного оползня («стулепт»), произошедшего в середине позднего плейстоцена (30—50 тыс. л.н.), установлены у побережья Норвегии. Его объем оценивается в 5580 км3, а расстояние перемещения — 800 км [1].
Из этого краткого рассмотрения крупных палео-катаклизмов видно, что по мере удревления событий следы катастроф прослеживаются реже и хуже, т.е. даже самые крупные палеокатаклизмы, случившиеся по геологическим меркам совсем недавно (несколько тысяч лет назад), в современной природной обстановке практически не отражаются либо выражены очень слабо. Хотя очевидно, что катаклизмы по скорости и силе, по объему произведенных ими изменений и последствиям (как правило, очень трагичным) многократно превосходили результаты эволюционных природных процессов (рисунок) такой же продолжительности.
Однако по мере увеличения временного диапазона их соотношение по последствиям резко меняется. Сказанное можно иллюстрировать на примере следов катастрофических событий, случившихся на Алтае в конце позднего плейстоцена в результате прорыва ледниково-подпрудных водоемов в верховьях
Катуни и Чуи. Глубина потоков составляла 50 м при скорости воды 58 м/с [8]. Это были самые крупные в истории Земли (!) потоки пресных вод с максимальным расходом 18 млн м3/с [21]. Казалось бы, огромные массы воды, перемещавшиеся с колоссальной скоростью, должны были выполнить большую эрозионную (на выходе) и аккумулятивную (в предгорьях) рельефообра-зующую работу, но ее следы не обнаружены. Крупный эрозионный врез, отмеченный в устье Чуи, — это более древнее (до последнего оледенения) событие. Он заполнен флювиогляциальными
отложениями сельджарской толщи, которую относят к эпохе последнего оледенения [18]. В предгорьях Алтая в разрезе Сростки этим событиям соответствует маломощный прослой светлого алеврита (ледникового ила) [18]. Самые заметные следы катастрофы — «знаки крупной ряби» в Курайской котловине. Это, действительно, очень интересные экзотичные геоморфологические формы, которые известные специалисты [19] не считают следами водной катастрофы. Практически не осталось никаких следов от подобного крупного события в устье р. Бии [4]. Здесь к ним относятся галечно-валунные россыпи, видимо, представляющие собой размытые остатки конечных морен ледника, заполнявшего Телецкое озеро.
Существует мнение [25], что в районах с высокой сейсмической активностью не следует ожидать большой рельефообразующей роли колебательных движений земной коры, ибо вся она относится к катастрофическим событиям. Это не совсем так, что можно показать на примере очень сейсмически активного каспийского побережья Дагестана. Последнее сильное землетрясение случилось здесь в 1978 г., когда было полностью разрушено сел. Кумторкала. Побережье Каспия террасировано, и по деформациям террас можно было бы проследить роль катастрофических событий в строении предгорного рельефа, но они не установлены. Наиболее выражена в рельефе раннехвалынская терраса с возрастом 11-15 тыс. лет. Ее практически недеформированная ровная поверхность прослеживается на отметках около +50 м вдоль всего дагестанского побережья и далее в Азербайджа-
Скорость резких движений земной коры, по [16]
не, а фиксируемые двух-трехметровые деформации поверхности объясняются локальными поднятиями со скоростью менее 0,1 мм/год.
Против большой и даже ведущей роли катастрофических событий в формировании горного рельефа в сейсмически активных районах можно возразить следующее: во-первых, нахождение тех или иных форм рельефа в сейсмоактивных районах — еще не доказательство преобладающего действия катастроф при их формировании; во-вторых, это мнение, по сути, отрицает главную и очевидную причину горообразования — длительное устойчиво-прерывистое поднятие, образующее современные горные системы материков, создает напряжения в земной коре и рельефе с периодической быстрой разрядкой; в-третьих, даже во время крупнейших катаклизмов инструментально фиксируемые горизонтальные и вертикальные смещения земной поверхности составляют несколько метров (таблица). Для образования горных хребтов высотой 5-7 км было бы необходимо последовательное наложение последствий тысяч крупнейших катаклизмов, что не выявлено в геологическом строении горных систем.
Уже сам факт слабой выраженности следов па-леокатастроф в современном рельефе и ландшафтах указывает на несоразмерность мощности длительного эволюционного природного процесса и катастрофических событий.
При всей динамичности катаклизмы не могут за короткое время — мгновения — существенно повлиять на характер, ход и последствия природных
процессов или изменить их. Особенно явственно это прослеживается при увеличении времени, прошедшего с момента катастрофических событий: во время между катастрофами процессы денудации, аккумуляции и эрозии, как правило, успевают уничтожить следы всех предшествующих катаклизмов.
Кроме того, катастрофы локальны. Отмечены очень масштабные проявления крупных катастроф — значительные площади покрыты выпавшим пеплом, мощные излияния лав, большая протяженность разрывных нарушений [6, 25]. Однако эти оценки, как правило, относятся к районам, где выявлены любые проявления катаклизмов, а не их аномальная составляющая, способная существенно скорректировать общий ход природных процессов. Но даже и в этих случаях в масштабах планеты эти события исключительно локальны.
Значительнее в природных процессах отражаются палеогеографические кризисы. Они продолжительнее по времени и масштабнее по осуществлению. Приведенные выше краткие описания последствий известных палеогеографических кризисов свидетельствуют, что их последствиями часто бывают весьма сильные изменения обширных территорий вплоть до полного исчезновения ландшафтов. Палеогеографические кризисы вследствие относительной продолжительности (сотни-тысячи лет) могли отражаться и на других природных объектах, в первую очередь на рельефе, что изменяло его морфологию, но не вело к смене рельефообразующих процессов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ананьев Г.С. Катастрофические процессы рельефо-образования. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 100 с.
2. Арманд А.Д. Глобальные катастрофы и изменения природной системы // Катастрофы и человечество / Тез. докл. Всесоюзной конференции. Суздаль, 1991. С. 6-9.
3. Арманд А.Д, Люри Д.И., Жерихин В.В. и др. Анатомия кризисов. М.: Наука, 1999. 238 с.
4. Барышников Г.Я. Селевые палеокатастрофы Горного Алтая // Катастрофы и человечество / Тез. докл. Всесоюзной конференции. Суздаль, 1991. С. 10-13.
5. Болт Б.А. Землетрясения. М.: Мир, 1981. 256 с.
6. Болт Б.А., Хорн У.Л., Макдональд Г.А., Скотт Р.Ф. Геологическая стихия. М.: Мир, 1978. 439 с.
7. Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Тысячелетняя летопись необычных явлений природы. М.: Мысль, 1988. 435 с.
8. Бутвиловский В.В. Палеогеография последнего оледенения в голоцене Алтая: событийно-катастрофическая модель. Томск: Изд-во ТГУ, 1995. 252 с.
9. Виноградов Ю.Б. Гляциальные прорывные паводки и селевые потоки. Л.: Гидрометиздат, 1977. 154 с.
10. Гросвальд М.Г. Евразийская гидросферная катастрофа и оледенение Арктики. М.: Научный мир, 1999. 117 с.
11. Иванов О.П., Ясаманов Н.А. Природные катастрофы: генезис, классификация и особенности предсказания // Катастрофы и человечество / Тез. докл. Всесоюзной конференции. Суздаль, 1991. С. 1-3.
12. Катастрофы и история Земли. М.: Мир, 1986. 471 с.
Заключение. Среди крупных катастрофических событий по времени и динамике их проявления можно выделить: катаклизмы — быстрые и мощные, часто с трагическими последствиями, и кризисы — менее сильные и более растянутые во времени и пространстве.
Оценка влияния катастрофических событий на природные процессы в масштабах плейстоцена, выполненная по материалам сравнительного анализа, позволяет заключить следующее. Во-первых, в современных ландшафтах и рельефе в некоторых районах Земли достаточно отчетливо прослеживаются следы крупных катастроф, случившихся совсем недавно. Палеокатастрофы в историческое и особенно в доисторическое время выражены слабо. Это свидетельствует как об уничтожении их следов процессами денудации-эрозии, так и о недостаточной повторяемости. Во-вторых, эволюционные природные процессы плейстоцена и сопутствующие разнообразные катастрофические явления, несмотря на их последствия, представляют собой разнопорядковые по времени и масштабу осуществления природные события, несравнимые между собой по результатам воздействия на природную обстановку в масштабе плейстоцена и его эпох. Основная причина этого заключается в быстротечности и локальности проявления катастроф. По этой же причине самые быстрые и мощные из них — катаклизмы — меньше влияют на эволюцию природы, чем более продолжительные палеогеографические кризисы.
13. Короткий А.М., Скрыльник Г.П. Катастрофические, экстремальные и типичные рельефообразования на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 5-15.
14. Котляков В.М., Трофимов А.М., Хузеев Р.Г. и др. Географический подход к теории катастроф // Изв. РАН. Сер. геогр. 1993. № 5. С. 7-15.
15. Кукол З. Природные катастрофы. М.: Знамя, 1985. 240 с.
16. Кукол З. Скорость геологических процессов. М.: Мир, 1987. 245 с.
17. Лаврушин Ю.А., Леонов Ю.Г., Спиридонова Е.А. Природные катастрофические события квартера в бассейне Северного Каспия // Экология антропогена и современности: природа и человек. СПб.: Гуманистика, 2004. С. 5-14.
18. Опорный разрез новейших отложений Алтая. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. 250 с.
19. Поздняков А.В., Окишев А.А. Механизм формирования донных гряд и возможный генезис «гигантской ряби» Курайской котловины Алтая // Геоморфология. 2002. № 1. С. 82-90.
20. Резанов И.А. Великие катастрофы в истории Земли. М.: Наука, 1971. 160 с.
21. Рудой А.Н. Четвертичная гляциология гор Центральной Азии: Автореф. докт. дис. Томск: Изд-во ТГУ, 1995. 35 с.
22. Свиточ А.А. Основные черты и особенности плейстоцена // Бюл. комис. по изуч. четвертичного периода. 1983. № 5. С. 57-70.
23. Свиточ А.А. Хвалынская трансгрессия не всемирный потом и не следствие перетока вод сибирских водоемов // Бюл. МОИП. 2008. Отд. геол. Вып. 4. С. 50-62.
24. Свиточ А.А., Талденкова Е.Е. Палеогеографический феномен и геологическая катастрофа (Берингия в позднем плейстоцене) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1990. № 3. С. 17-25.
25. Солоненко В.П. Землетрясения и рельеф // Геоморфология. 1973. № 4. С. 3-13.
26. Старкель А. Рельефообразующая роль экстремальных (катастрофических) метеорологических явлений // Проблемы климатологической геоморфологии. Владивосток, 1978. С. 60-76.
27. Торнес Д.Б., Брундсен Д. Геоморфология и время. М.: Недра, 1981. 226 с.
28. Чепалыга А.Л. Эпоха экстремальных затоплений как прототип «Всемирного потопа» // Тр. Всероссийского со-
вещания по изучению четвертичного периода. Сыктывкар: Геопринт, 2005. С. 445-447.
29. Шайдеггер А.Е. Физические аспекты природных катастроф. М.: Недра, 1981. 231 с.
30. Callagher K, Jones S.J., Wainwright J. Landscape Evolution:denudation, Climate and Tectonics Over Different Time and Space Scales. London: Geological Society, Publications, 1991.
31. Liu Z. et al. Simulating the transient evolution and abrupt change of Northern Africa atmosphere-ocean-terrestrial ecosystem in the Holocene // Quaternary Sci. Rev. 2007. Vol. 26. P. 1818-1837.
32. Thom R. Structural Stability and Morphogenesis. (reeding. Mass: W.A. Benjamin) 1972. 348 p. Vol. 296. 2008. 195 p.
33. Zeeman E.C. Catastrophe theory // Sci. Amer. 1976. Vol. 234, N 4. P. 65-83.
Поступила в редакцию 27.05.2009
A.A. Svitoch
CATASTROPHIC EVENTS IN THE PALAEOGEOGRAPHICAL HISTORY OF THE PLEISTOCENE
Influence of catastrophic events on the natural processes during the Pleistocene has been evaluated. According to duration and dynamics catastrophic events were classified into cataclysms, i.e. rapid dynamic processes often with grave consequences, and crises, i.e. less dramatic phenomena of longer duration.
During the Pleistocene the natural evolution and the accompanying catastrophic events were absolutely incomparable in time and scope, as well as in the effects they had on relief formation and the landscape situation as a whole. The main cause is that the catastrophes were very short in time and local in space.
Key words: catastrophes, systematization, palaeogeography of the Pleistocene, natural processes.
