Геологическая история


Глубины и характер подводного рельефа центральной части Арктики тесно связаны с его происхождением и геологической историей. Сейчас мы не располагаем еще достаточным количеством достоверных данных, которые позволили бы установись, что представляют собой глубоководные котловины Центральной Арктики и как они развивались в отдаленные от нашей эпохи времена. Неудивительно поэтому, что относительно происхождения центральной части Северного Ледовитого океана до сих пор нет единой точки зрения; мнения ученых на этот счет различны. Большинство ученых согласно с тем, что на месте нынешнего Арктического бассейна в весьма отдаленные геологические эпохи находились обширные пространства суши, а быть может, даже единый материковый массив. На протяжении геологических эпох он претерпевал сложные изменения, что привело к образованию здесь различных по возрасту структурных элементов земной коры, которые ныне погружены на большую глубину.

Наиболее интересная теория, объясняющая современную структуру дна Центральной Арктики, принадлежит советскому геологу В. Н. Саксу, широко использовавшему новейшие данные о рельефе дна центральной части Арктики и увязавшему их с геологическим строением и геологической историей арктических окраинных морей и прилегающих к ним районов суши.

Схема геологического прошлого этой области, предложенная В. Н. Саксом, заключается в следующем.

Карта эпицентров землетрясений в Арктике (по Райко и Линдену)
Карта эпицентров землетрясений в Арктике (по Райко и Линдену)

Ложе нынешнего Арктического бассейна располагается между тремя крупными платформами, или континентальными массивами (Восточно-Европейский, Средне-Сибирский и Гренландско-Канадский), которые сформировались еще до начала палеозойской эры, то есть не менее полумиллиарда лет назад. Они определили собой направление последующих геосинклинальных прогибов, в районе которых в течение долгого периода происходило накопление отложений.

Образовавшиеся таким образом мощные осадочные толщи впоследствии подверглись складчатости, в результате чего здесь возникли горные образования. В первой половине палеозойской эры образовались так называемые каледонские складки, занимавшие районы нынешней Скандинавии, Гренландского моря, Шпицбергена и северо-восточной Гренландии.

В конце палеозойской эры появляется герцинская складчатость в северной Гренландии, на острове Элсмира, в Урало-Тян-Шанской области, в районах Новой Земли, Таймырского полуострова, Северной Земли и, по-видимому, в районе нынешней западной котловины Арктического бассейна, на дне которой прослеживаются горные складчатые образования. Они в это время, по всей вероятности, соединялись с одной стороны со складками района Северной Земли, а с другой — со складками Гренландии и острова Элсмира и представляли, таким образом, единую горную цепь.

В мезозойскую эру складчатые образования появились на обширных территориях северо-востока Азии, на Аляске и, по-видимому, в центральной части Арктики, приблизительно в пределах 180-130-го меридианов западной долготы. В результате поднялись горные хребты: Чукотский, Черского, Гыдан, Верхоянский, который на севере переходил в складки западного района Новосибирских островов, хребет Ломоносова, а также хребты, расположенные почти параллельно последнему и к востоку от него. Таким образом, хребет Ломоносова, с одной стороны, являлся как бы естественным продолжением Верхоянского хребта, а с другой, — соединялся с мезозойскими складчатыми отложениями северо-западной части острова Элсмира.

Геологическая структура дна восточной части Арктического бассейна в свете новых данных (хотя многое здесь все еще остается недостаточно ясным) представляется в следующем виде. В свое время академик Н. С. Шатский высказал предположение, что в районе островов Де Лонга, на севере Восточно-Сибирского моря и в прилегающей к нему части Арктического бассейна находится древний докембрийский массив, так называемый Гиперборейский. Впоследствии это было подтверждено специальными исследованиями В. А. Токарева, которые позволили предполагать, что этот древний массив, известный теперь под названием Восточно-Сибирской платформы, простирается на север Аляски и, по-видимому, соединяется с Гренландско-Канадской платформой.

На основании того, что область, занятая современной восточной котловиной Арктического бассейна, с юга огибается мезозойскими складками (восточная часть Новосибирского архипелага, северная Аляска, берега Чукотского моря и остров Врангеля) и не обнаруживает признаков современного вулканизма и сейсмической деятельности, В. Н. Сакс считает, что здесь имеется древний устойчивый, ныне погруженный массив. Поэтому все поднятия дна, расположенные к востоку от хребта Ломоносова, он относит к древним, докембрийским структурам и предположительно рассматривает их как продолжение до-, кембрийских структур северной Канады и, возможно, Шпицбергена.

Распределение донных отложений в Центральной Арктике
Распределение донных отложений в Центральной Арктике

В западной котловине Арктического бассейна до сих пор наблюдается повышенная сейсмическая деятельность. Установлено, что пояс современных землетрясений проходит от Исландии через Гренландское море к Шпицбергену; далее он тянется вдоль материкового склона в море Лаптевых, откуда, следуя по направлению Верхоянского хребта, достигает главного сейсмического пояса Тихого океана. В течение третичного и четвертичного периодов в западную котловину поступали в огромном количестве обломочные материалы со стороны Евразийского материка, Гренландии, восточной Канады и Канадского Арктического архипелага, а также с территорий современных окраинных арктических морей, которые в прошлом входили в состав материка. В результате этого на дне западной 

Карта эпицентров землетрясений в Арктике (по Райко и Линдену) котловины скопился мощный слой осадков, что является характерным для геосинклинальных прогибов. Все это позволило В. Н. Саксу вывести заключение о геосинклинальной природе этой котловины.

На основании анализа геологических структур дна Арктического бассейна В. Н. Сакс допускает, что в конце мезозойской эры, но не ранее мелового периода, когда завершалась мезозойская складчатость, одновременно или почти одновременно с горообразовательными процессами произошло и погружение всей нынешней глубоководной области центральной части Северного Ледовитого океана. При этом, как уже указывалось выше, образованию складчатости и формированию хребта Ломоносова предшествовал геосинклинальный период в Центральной Арктике (в пределах хребта Ломоносова), в течение которого сюда в большом количестве поступал обломочный материал. Вдоль этой геосинклинали распространялись трансгрессии триасовых, юрских и меловых морей.

В нижнемеловую эпоху произошло осушение мезозойских геосинклиналей и поднятие на их месте горных хребтов. Именно тогда, по-видимому, поднялся и хребет Ломоносова. Образование этого хребта могло и не сопровождаться выходом его на поверхность моря, если допустить, что Центральная Арктика стала погружаться целиком, положив начало образованию нового обширного глубоководного бассейна.

С начала третичного периода глубины в Арктическом бассейне, вероятнее всего, уже достигли нескольких километров. В это время водный бассейн существовал только в области больших глубин, так как окраинные арктические моря тогда были осушены, за исключением северо-западной части Карского моря и Гренландского моря, которые примерно до середины третичного периода соединялись проливами с Арктическим бассейном.

Продолжал формироваться Арктический бассейн в четвертичный период. Именно в это время происходили движения дна, отделившие его от северной части Атлантического океана, что повлекло за собой значительные изменения физико-географических условий в Арктике. Это подтверждается подробным анализом добытых воздушными высокоширотными экспедициями и дрейфующими станциями образцов донных отложений.

Колонка грунтов, как правило, состоит из нескольких слоев. При этом слои отличаются по своей мощности, цвету, химическому составу и микрофауне, которые соответствуют тем или иным условиям осадкообразования.

Мощность колонок донных отложений, извлеченных со дна океана воздушными высокоширотными экспедициями и дрейфующими станциями, достигала 75-90 сантиметров. По данным распада радия удалось установить возраст этих осадков. Оказалось, что слой грунта мощностью в 75 сантиметров отложился на протяжении 45-50 тысяч лет. Таким же способом можно было установить возраст отдельных слоев.

В центральную часть Арктики в настоящее время в большом количестве проникают теплые воды Атлантического океана. Скорость Атлантического течения и температура воды его на протяжении многих тысяч лет подвергались большим колебаниям, связанным с изменениями климата за большие периоды. Как отражалось это на природе центральной части Северного Ледовитого океана, — до сих пор оставалось неизвестным.

При изучении остатков микрофауны в донных отложениях было установлено, что распределение по глубине некоторых форм корненожек, обитающих в северной части Атлантического океана и проникающих в центральную часть Арктики вместе с теплыми атлантическими водами, носит вполне определенный характер. В одних слоях скелеты этих корненожек встречаются в больших количествах, в других их очень мало или они даже совсем отсутствуют. Такие слои последовательно чередуются.

На основании этого советские геологи пришли к заключению, что на протяжении последних 45-50 тысяч лет были такие периоды, когда атлантические воды либо совсем не проникали в центральную часть Северного Ледовитого океана, либо доступ их был очень слабым. Установлено, что эти периоды соответствуют периодам сильного похолодания в Арктике.

Согласно исследованиям советских геологов Н. А. Белова, Н. Н. Лапиной и В. Н. Сакса, эти изменения происходили следующим образом. Отложения нижних слоев колонок, абсолютный возраст которых исчисляется более чем 50 тысячами лет, соответствуют периоду, когда связь с Атлантическим океаном отсутствовала, а климат был холодным. Выше располагаются слои, абсолютный возраст которых 45-50 тысяч лет. Они свидетельствуют о некотором потеплении климата, которое затем сменяется новым похолоданием. Продолжительность этого холодного периода — около 10-15 тысяч лет. На смену ему приходит продолжительный период потепления, начавшийся приблизительно 30-35 тысяч лет тому назад. В это время восстанавливается связь между центральной частью Северного Ледовитого океана и Атлантическим океаном и теплые атлантические воды проникают в больших количествах в Центральную Арктику. Продолжительность этого периода составляет около 10-12 тысяч лет. Потом наступило новое похолодание, продолжавшееся около 8-10 тысяч лет. Доступ атлантических вод в центральную часть Арктики прекратился. И, наконец, самые верхние отложения относятся к современ-ному (послеледниковому) периоду, который начался приблизительно 9-10 тысяч лет назад. В это время связь Центральной Арктики с северной частью Атлантического океана снова восстанавливается, и проникающие на север огромные массы теплых атлантических вод оказывают большое влияние на физико-географические условия Арктического бассейна.

Так советские геологи на основе научных данных, полученных воздушными высокоширотными экспедициями и дрейфующими станциями, шаг за шагом расшифровывают геологическую историю Центральной Арктики. С организацией новых исследований эта история будет продолжена еще дальше в глубь веков.