Ледники в горах - Леонид Серебрянный

Еще в конце прошлого века с утверждениями о пассивном характере воздействия ледников на ложе выступали Ж. Люка, А. Гейм, А. Пенк и другие исследователи, которых называли консервационистами, или протекционистами. Эти представления в нашей стране развивали К. К. Марков, Н. П. Костенко и др. Они считали, что основная масса обломочного материала, слагающего морены, образовалась из продуктов выветривания бортов трогов и каров, а роль ледника в процессе формирования морен сводится к пассивному перемещению этих обломков вниз по долинам.

Надо сказать, что в основе подобных взглядов лежали реальные наблюдения. Любой исследователь, подходя к горному леднику, поражается обилию камней на его поверхности. Отдельные ледники могут быть настолько сильно замусорены камнями, что льда почти не видно. Масса остроугольных обломков постоянно ссыпается к подножию ледника, что создает впечатление, будто морены накапливаются именно таким способом.

Однако взгляды консервационистов никогда не разделились гляциологами, изучавшими физику ледников. В трудах Тиндаля, Гесса, Финстервальдера, Люцерны, Хоббса неизменно приводились веские аргументы в пользу активного воздействия ледников на подстилающие породы. А. Гесс даже высказывал предположение, что каждой стадии последнего оледенения соответствует самостоятельная система эрозионных и аккумулятивных форм.

В самой дискуссии о геологической деятельности ледников упускалось одно важное обстоятельство. Морены рассматривались с геоморфологических позиций без должного учета их состава и строения. Между тем богатый арсенал аналитических методов, используемый в современной литологии, вполне пригоден и для изучения каменного материала ледников. При этом особенно важно провести сравнительный литологический анализ обломочного материала, перемещаемого на поверхности и у ложа ледников, с материалом отложенных морен.

В составе и строении морен, несомненно, зашифрована информация о многих важных ледниковых процессах, и задача сводится к тому, чтобы получить ее. Часть анализов можно выполнить непосредственно на ледниках, для других требуется лабораторная база. Обычно стараются использовать комплекс методов, что обеспечивает взаимоконтроль итоговой информации и повышает достоверность интерпретации.

При изучении морен особый интерес вызывают содержащиеся в них глыбы и валуны. В горных районах морены буквально набиты крупнообломочным материалом. Он слагает не только моренные холмы и гряды, но и усеивает волнистые моренные равнины. По петрографическому составу эти крупные камни резко отличаются от местных коренных пород и потому названы «эрратическими» (от латинского слова errata — ошибка). Происхождение таких камней, достигающих порой огромных размеров и удаленных на десятки километров от мест коренного залегания, долгое время было предметом ожесточенных научных споров, пока не выяснилось, что ледники обладают недюжинной транспортирующей способностью.

Колоссальные размеры эрратических валунов подчас поражают воображение. В Швейцарии между селениями Эрленбах и Ветцвейль находится огромная глыба объемом свыше 2000 м3, именуемая Плуг-камень. На склоне холма над Невшательским озером выделяется гигантский обломок гнейсовой скалы объемом свыше 1000 м3, известный под названием «Стопа-камень». Он тоже был принесен ледником. Однако подлинным великаном среди эрратических камней является глыба известняка объемом свыше 5000 м3, расположенная на холме у селения Бекс в долине Роны.

Проработав ряд лет на Центральном Кавказе, мы также видели гигантские эрратические валуны. Среди них прежде всего выделяется Ермоловский камень, лежащий в русле Терека при его выходе из Дарьяльского ущелья. Длина камня превышает 28 м, а высота около 17 м, т. е. по своим размерам он вполне может конкурировать с вышеупомянутыми альпийскими гигантами.

Валуны сильно затрудняют сельскохозяйственное освоение горных стран. Чтобы расчистить землю под поля и луга, жители гор веками собирали рассеянные по поверхности камни и складывали их в огромные кучи. Однако самые крупные глыбы, конечно, невозможно передвинуть даже с помощью современной техники. Поэтому нередко забитые ими участки использовались для застройки. Например, одно из поселений в верховьях Хевсурской Арагви целиком построено на каменистой морене. Там мы побывали в доме, стена которого представляла собой отполированную ледником грань гигантского валуна.

Нередко эрратические глыбы использовались под фундаменты для башен, замков и культовых зданий, а из небольших валунов возводились стены. На Кавказе с такими сооружениями можно познакомиться в Сванетии, Осетии, Балкарии и других районах.

Гигантские камни, оставленные ледниками прошлого, представляют собой уникальные памятники природы, гармонично вписывающиеся в ландшафт гор. В настоящее время ученые обсуждают вопрос об учете и охране этих достопримечательностей и в ряде стран уже составляются специальные каталоги крупных эрратических валунов. Например, по инициативе грузинских географов такая работа ведется на Кавказе.

Изучение вещественного состава крупных обломков из морен позволяет точно установить места их отрыва, выяснить способы поступления в ледники и проследить пути переноса камней. Без этих данных невозможно реконструировать динамику и особенности геологической деятельности ледников прошлого.

Необходимо отметить, что по распространению эрратических валунов были первоначально выделены контуры древних оледенений. Швейцарский геолог Э. Фавр, работавший на Кавказе в 70-х годах прошлого века, обнаружил скопления обломков пород осевой зоны Главного хребта в долинах Сванетии и на этом основании сделал принципиально важное заключение о значительном распространении древних ледников.

Понятно, что изучение одного камня не может быть основой для серьезных выводов. Обычно в каждой точке наблюдений определяется состав 100, 200 и даже 300 камней с последующей статистической обработкой результатов. Полученные данные необходимо сопоставить с материалами геологического картирования. Однако часто эти материалы, имеющие стратиграфическую направленность, не вполне удовлетворяют гляциологов, заинтересованных в выделении петрографических зон. В таких случаях приходится дополнительно обследовать труднодоступные участки скального обрамления ледников.

В моренах, кроме крупных камней, встречается также немало мелких частиц. Для их изучения привлекаются минералогические методы. Анализам в основном подвергаются песчаные и алевритовые фракции, но интересную информацию можно извлечь и при изучении топкодисперсной составляющей — глинистых минералов. Анализ лесков и алевритов проводится под бинокулярным микроскопом, тогда как для исследования глинистых минералов необходимы рентгеновские установки. Обычно результаты минералогических анализов существенно дополняют данные по крупным камням, но при их интерпретации требуется глубокое знание питающих минералогических провинций.

Уже в первоначальных описаниях морен фиксируется их цвет: серая, бурая, желтая и т. п. Однако точно определять цвет морен научились относительно недавно с помощью специальных приборов — фотометров. В экспедиционных условиях для этого можно использовать специальные альбомы. Из морены отсеиваются частицы размером менее 0,1 мм, и их цвет сравнивается со шкалой альбома. Надо заметить, что изучение цвета не только дополняет данные вещественного состава, но и проливает свет на обстановки отложения каменного материала.

Изучение вещественного состава и цвета морен является фундаментом литологического анализа, но эти методы имеют и свои ограничения, главным образом из-за сложности геологического строения гор. В результате не всегда удается сопоставить между собой вещественный состав морен, расположенных даже в соседних долинах. Наилучшие возможности для анализа состава морен открываются в тех случаях, когда ледник пересекает несколько разнородных геологических структур. Напротив, наименее ценная информация извлекается при однородном геологическом строении трога (на Кавказе, например, есть троги, целиком заложенные в глинистых сланцах).

Надо сказать, что вещественный состав морен не говорит о том, как разрушается ледниковое ложе, перемещаются и в дальнейшем откладываются обломки в ледниках. Здесь на помощь исследователю приходят структурные методы, характеризующие внешние признаки материала морен: размеры и форму частиц, характер их поверхности и количественное соотношение отдельных компонентов.

Набор структурных методов довольно широк. Остановимся лишь на некоторых из них. Хорошие результаты для выявления условий формирования морен дает гранулометрический анализ. Давно известно, что морены состоят из частиц разной размерности, но важно знать их соотношение. Даже просеивание на простых ситах без последующего взвешивания убеждает, что мелкозем горных морен в основном состоит из гравия и песка, тогда как более тонких частиц мало. Отсюда можно сделать вывод, что в горных ледниках моренный материал в большей степени образуется за счет дробления пород ложа, чем за счет их истирания. Однако для более обоснованных заключений требуется тщательное изучение гранулометрических спектров морен на массовом материале.