Гляциоизостатические движения и новейшие структуры

Оценка влияния гляциоизостатических движений земной коры, обусловленных нагрузкой на субстрат материковых ледников, на формирование неотектонических структур и рельефа, а также степени последующей компенсации (полной или частичной)  возникавших структурных форм до сих пор остается одной из дискуссионной. Амплитуда таких движений, имеющих колебательный (компенсационный) характер, разными специалистами оценивается величиной от десятков до первых сотен метров. Особенно многочис­ленные доказательства реальности гляциоизостатических явлений получены для тер­риторий, бывших центрами оледенений и сравнительно недавно осво­бодившихся ото льда. В ледниковые эпохи этим площадям бы­ли свойственны наибольшие мощности льда, достигавшие нескольких километров, большая про­должительность воздействия гляцигенных нагрузок, относительная стабильность такого воздействия. Значительно хуже изучены гляциоизостатическне движения, проявлявшиеся во внешних частях ледниковых покровов, где была меньшая толщина льда, нагрузка ледниковых масс проявлялась кратковременно, напряжения действовали   не только по вертикали, но и имели заметную горизонтальную состав­ляющую.

Специальный анализ возможного влияния гляциоизостазии на образование новейших структур применительно к территории Беларуси был проведен Э.А.Левковым и А.К.Карабановым. В плейстоцене территория рассматриваемого региона многократно оказывалась в периферической зоне ледниковых покровов, причем чаще всего их максимальные границы проходили именно здесь. Геодезическими работами установлено, что гляциоизостатический фактор до сих пор сказывается на характере современных верти­кальных движений земной коры в Фенноскандии и уз­кой зоне ее сочленения с Восточно-Европейским кратоном. На площа­ди Беларуси гляциоизостатическое поднятие в настоящее время не проявляется даже в Поозерье, покрывавшемся льдом всего 14-17 тыс. лет назад. Поэтому геодезические методы выявления гляциоизостатических явлений в белорусском регионе не мо­гут быть использованы.

В периферической зоне оледенений признаки гляциоизостатического воздымания чаще всего фиксируют по перекосу береговых линий мелководных участков морей либо обширных озерных котловин. Он выражается в том, что после исчезновения льда происходи­ло поднятие берегов, обращенных в сторону ледникового центра, при одновременной трансгрессии вод на дистальные борта водоема. Особенно отчетливо это проступает в развитии Онежского, Ладожского и Чудского озер. В Беларуси же подобных крупных во­доемов нет. Не могут быть непосредственно учтены здесь и данные о деформациях древних береговых образований приледниковых озер и морей Балтики (в свое время это позволило оценить амплитуду «всплывания» широкой полосы у Фенноскандии за последние пример­но 12 тыс. лет).

Исходя из сказанного, на территории Беларуси при выявлении сле­дов гляциоизостатических движений следует исходить из других при­знаков, запечатленных в геолого-геоморфологических явлениях. При этом наиболее достоверные сведения могут быть получены при изу­чении районов последнего оледенения и перигляциальной зоны непосредственно у его периферической полосы. К  числу самых информативных признаков можно отнести следующие: 1) пере­косы абразионных форм, а также изменения в залегании   одновоз­растных слоев озерно-ледниковых отложений, накопившихся в обшир­ных позднеледниковых водоемах; 2) деформации аллювиальных террасовых уровней; 3) инверсия стока поверхностных вод и изменение характера гидросети; 4) разрывы и флексурообразные изгибы   мо­ренных и других горизонтов антропогеновых отложений.

К числу самых крупных относится Полоцкий  озерно-ледниковый водоем. Былая площадь его развития довольно хорошо выражена мор­фологически в виде Полоцкой низины. Этот пресноводный   бассейн существовал в стадию деградации последнего (поозерского,    вал­дайского) оледенения, когда должны были еще сказываться гляциоизостатические процессы. В пределах Полоцкой низины  сохранились глинистые и песчанистые аккумуляции того времени, имеются также песчано-гравийно-галечные прибрежные отложения и абразионные формы, фиксирующие наиболее важные фазы развития этого водоема. Анализ гипсометрических и другие особенностей залегания одновозрастных образований Полоцкого озерно-ледникового бассейна, выполненный И.Э.Павловской, позволил установить отчетливо выраженный региональный перекос террасовых уровней этого водоема с амплитудой до 40 м, обусловленный большей величиной гляциоизостатического (компенсационного) поднятия северного берега приледникового озера относительно южного. Неравномерность гляциоизостатического воздымания, проявившегося после снятия нагрузки периферической части по­следнего ледникового покрова, в этом случае объясняется большей мощностью ледника и более длительным периодом его гравитационного воздействия на севере Полоцкого бассейна по сравнению с его южной частью.

Замечено, что область последнего оледенения отличается рядом геолого-геоморфологических особенностей от примыкающей к ней с внешней (южной) стороны площади развития более древних ледниковых образований. Прежде всего это относится к строению речных долин. Ес­ли на территории, недавно оставленной ледником, почти повсеместно за сравнительно короткое позднеледниковье и голоценовое время у рек возникло до 7-11 террасовых уровней, то рядом за ее пределами, помимо поймы, обычно устанавливается всего 2-3 дли­тельно формировавшиеся надпойменные террасы. В первом  случае врезание речной сети доминирует над аккумуляцией, во втором, на­против, преобладает аккумуляция. Зона раздела таких рек обычно со­впадает с границей валдайского оледенения. Это говорит в пользу недавнего быстрого и довольно интенсивного поднятия области, освободившейся ото льда. Смотреть фильмы онлайн в хорошем качестве и на высокой скорости вы сможете на сайте  kinofans.tv. Также на данном ресурсе вы сможете скачать любой понравившийся вам фильм или сериал используя технологию BitTorrent.

Неодинаково ведут себя и террасы рек, текущих от краевой зо­ны последнего оледенения к югу, в бывшую внеледниковую область. Вверх по течению таких рек наблюдается расхождение или  параллельность террасовых уровней (Березина, Друть и др.), что также   является аргументом в пользу изостатического поднятия верхних частей речных бассейнов.

При анализе поведения террасовых уровней по обе стороны от названного рубежа выяснилось, что по направлению к области последнего оледенения растет высота террас Днепра и Немана, хотя эти реки принадлежат разным бассейнам и текут в противопо­ложные стороны. При этом уровни поймы и перигляциальной терра­сы Днепра заметно увеличиваются к верховьям реки, к предельной границе оледенения, а у Немана - к низовью. В Белорусском  Поозерье в долинах крупнейших рек (Западная Двина, Неман, Вилия) верхние голоценовые террасы приподняты до 6-10 м, тогда как на запредельной площади (примерно в 100 км южнее), одновозрастная им высокая пойма только иногда достигает 3-4 м. Понятно, что по­добные различия могут быть объяснены лишь воздыманием терри­тории, недавно подвергавшейся оледенению.

У долины верхнего отрезка Днепра строение иное, чем в преде­лах среднего и нижнего отрезков, причем перелом как раз приходит­ся на предельную границу последнего ледника. Здесь у Орши продольный профиль речных врезов как бы задран кверху, заметно и резко снижаясь в сторону нижнего течения.  С оста­точным гляциоизостатическим эффектом связывал Г.И.Горецкий и относительно глубокое залегание венедского (первая половина среднего плейстоцена) аллювия на верхнем Днепре по сравнению с соответствующими отрезками Волги, Камы и Оки.

Особый интерес для выявления характера гляциоизостатических движений представляют деформации аллювиальных и озерно-ледниковых террасовых уровней в долинах рек, пересекающих границу  максимального распространения последнего ледникового покрова. Одной из таких    на территории Белоруссии является долина р.Неман,  продольный профиль которой образует явно выраженную выпуклость с максиму­мом в районе Гродненской возвышенности, т.е. в месте пересечения рекой границы последнего оледенения. Кроме того, именно в этом районе площадки верхних надпойменных террас обнаруживают замет­ную деформацию, которая выражается в изменении их первоначально­го высотного положения. Аномалии в гипсометрическом   положении террасовых уровней в районе Гродно были впервые отмечены еще в 30-х годах текущего столетия польскими исследователями, а затем были подтверждены во время геологической съемки. В.Ревиньская, например, указывала, что верхняя терраса в долине про­рыва Немана через Гродненскую возвышенность имеет явную тенденцию наклона с двух направлениях, а именно от кульминационной точ­ки вблизи д.Жидовщизна (Принеманская), где ее абсолютная высота достигает 134 м, вниз по течению Немана в сторону д.Гожа до 117 м у д.Бережаны и вверх по течению реки в сторону устья Котры до 123 м у д.Ковальцы. Позднее было установ­лено, что деформации надпойменных террас в районе Гродно хорошо коррелируются с характером нарушений в залегании    погребенных среднеплейстоценовых аллювиальных свит, а также со структурой пород платформенного чехла и поверхностью фундамента.

Амплитуда переме­щения подошвы позднеплейстоценового муравинского аллювия  уменьшается до 30-40 м, примерно на такую же величину профиль современной вод­ной поверхности Немана отличается от предполагаемого профиля рав­новесия. Деформации позднеледниковых (верхних) надпойменных тер­рас достигают 15-20 м и характеризуют воздымание территории Гродненской возвышенности после максимума поозерского оледенения.

Подобное неравномерное гляциоизостатическое поднятие описано Р.Логи. в Северной Америке. При этом наиболее  интенсивное выгибание приледниковых уровней и береговых линий моря отмечено в узкой полосе вдоль границ ледниковых фаз и осцилляции на зна­чительном удалении от центра оледенения, в то время как на других площадях локальные деформации не проявлялись. Основная фаза под­нятия, как и в районе Гродно, происходила в течение короткого про­межутка времени после отступления ледника. Подвижки фундамента осуществлялись путем поворота вокруг шарнирных зон, которыми слу­жили проникающие в осадочный чехол разрывные нарушения. Такие субширотные разломы - шарниры установлены севернее Гродно, до сих пор эти зоны сопровождаются источниками минеральных вод на участке Друскининкай-Привалка.

Гляциоизостатическое поднятие в краевой зоне отступавшего лед­ника не могло не повлиять на характер стока поверхностных   вод. Результатом этих движений, которые проявлялись в полосе, парал­лельной фронту льда, было подпруживание рек и образование озер, изменение направления течения водотоков, а также разрыв русел рек на потоки, текущие в противоположных направлениях. Такое явление  было установлено Д.Песецким. на севере Польши, где в зоне гляциоизостатического воздымания ложбина единого потока была разорвана на два самостоятельных отрезка, один из которых стал долиной р.Кани, а другой - р.Радуни. Величина поднятия, приведшего к появле­нию этого локального водораздела, оценивается в 15-20 м. На тер­ритории Беларуси сходная инверсия речного скорее всего произошла на восточном отрезке полосы предельного распространения последнего ледника. Здесь многие реки (Оршица, Адров,  Оболянка, Ордышевка и др.), принадлежащие бассейнам Днепра и Западной Двины, имеют уплощенные водоразделы с относительным превышением около 10-20 м, а сама водораздельная линия в общем близка к гра­нице оледенения.

В районах, где детально исследовались гляциоизостатические деформации, было установлено, что нередко они проявлялись в дифференцированной форме. Это приводило к заметному вертикальному смещению одновозрастных моренных горизонтов, причем его ампли­туда достигала десятков метров. Деформации преимущественно осуществлялись по флексурообразным перегибам, реже по разрывам. Положению флексур на значительных отрезках соответствовали ли­нейно ориентированные формы краевого ледникового рельефа и зоны разломов в платформенном чехле и фундаменте. Такие соотношения объясняются гляцигенной (в значительной мере гляциоизостатической) активизацией разрывных нарушений.

В Беларуси на случаи резкого перехода одно­возрастных слоев ледниковых отложений с одного гипсометрическо­го уровня на другой первой обратила внимание М.М.Цапенко при построении геологических профилей через толщу четвертичных отложений. В дальнейшем в ходе детальной увязки ледниковых горизонтов по литостратиграфическим и другим данным подобные явления регистрировались еще шире.

Определенная часть деформаций, смещающихся подошву отложений ледниковой формации и слои внутри плейстоценовой толщи, связано с активизацией роста соляных поднятий в Припятском прогибе. Как было показано в предыдущем разделе, основной причиной такой активизации скорее всего была гравитационная нагрузка ледника, то есть гляциоизостатический фактор.

Приведенные материалы показывают, что имеется достаточно аргументов для утверждения о значительном вкладе гляциоизостатических движений в процесс новейшего структурообразования на территории Беларуси. Достаточно уверенно фиксируются остаточные деформации гляциоизостатической природы с размахом  до 40 м,  общая же амплитуда гляциоизостатического прогибания, большая часть которого вскоре после таяния ледниковых покровов компенсировалась поднятием, в течение каждой из четырех ледниковых эпох (трех среднеплейстоценовых и одной позднеплейстоценовой) могла достигать нескольких десятков метров.