CC BY
38
ГЕОГРАФИЯ
УДК 551.4:168.551.4.012 А. Н. Ласточкин
НОВЫЙ ВИД РАСШИРЕННОЙ СИММЕТРИИ В СТРОЕНИИ И РАЗВИТИИ ПОЛЯРНЫХ СТРАН
Применение учения о симметрии к решению геолого-геоморфологических задач в рамках морфодинамической парадигмы наук о Земле [1] позволяет выявить динамические закономерности через фиксацию и истолкование морфологических закономерностей (или порядка) в статике окружающего мира. Кроме этого, аппарат симметрии непосредственно направлен на анализ строения времени изучаемых объектов. Наряду с подчиненностью законам классической симметрии — совместимым (при осевой и трансляционной симметрии) и зеркальным (билатеральной симметрией на плоскости карты), установленным количественно («абсолютным») равенством, выявлен целый ряд видов расширенной симметрии — подобие, гомология, относительное и приблизительное равенство или сходство, криволинейная симметрия и антиравенство (антисимметрия), а также широко предусматривается многочисленные варианты диссимметрии — отклонений от разнообразных вариантов классической и расширенной симметрии. При этом практически везде исключается отсутствие симметрии (асимметрия), и сами факты асимметрии рассматриваются в качестве неуменья до сих пор человека выявить порядок или закономерности в строении и развитии окружающего его хаоса. Весь этот понятийно-терминологический аппарат с элементами и операциями каждого вида симметрии используется при изучении строения (геометрический аспект учения о симметрии) и развития (выраженный в самой симметрии и диссимметрии динамический аспект учения) явления.
Методические возможности данного учения сейчас быстро распространяются на смежные и удаленные не только естественные, но и гуманитарных науки. Его рамки расширяются за счет перехода от классической к расширенной симметрии, от приложения к относительно узкой по своему объекту дисциплины (кристаллографии, в которой оно родилось) к использованию учения о симметрии в физике, химии, философии, поэзии и искусстве и только вслед за этим — в геологии в целом [2] и в геоморфологии в частности [3-5]. Следуя этим тенденциям, можно и, как мне представляется, нужно исследовать как морфологический (геометрический), так и динамический аспекты симметрии в строении и развитии рельефа земной поверхности (ЗП), земной коры и геофизических полей с целью экстраполяции данных от более к менее изученным областям и использовать учения о симметрии как основного методического инструмента структурно-динамического анализа самых разных геоявлений на Земле.
Особенно это касается ее наименее изученных полярных областей. При этом речь пойдет не только об антиподальности, которая уже давно приписывается Арктике
© А. Н. Ласточкин, 2010
и Антарктике и не имеет отношение к симметрии подобия. Данный вид расширенной симметрии предусматривает строгие количественные соотношения подобных тел, масс, частей ЗП в геолого-геоморфологических объектах, аналогичные соотношениям фигур в геометрии, например, в подобных треугольниках соответствующих друг другу сторон и оснований. Этот вид равенства является хотя и относительным, но определяемым количественно. Он, по сути дела, вынуждает рассматривать симметрию подобия как составляющую классической симметрии или, по крайней мере, ту ее разновидность, которая расположена на границе классической симметрии с симметрией расширенной. Рассматривая классическую симметрию как частный случай расширенной (или симметрии вообще), следует иметь в виду, что симметрия подобия не может быть установлена в соотношениях Арктики и Антарктики хотя бы в связи с очевидно преобладающими противоположностями в их строении и развитии. Данное обстоятельство оправдывает использование в термине «антиподальность» частицы «анти-», если этот термин связывать не с симметрией подобия, а с используемым в обиходе понятием «антиподы». Термин antipodes (anti — против + podos — нога) означает в географии и биологии только противоположность в положении частей на планете или в организме животного (в переносном, фигуральном, значении — людей с противоположными взглядами или чертами характера). Под термином «антиподальность» не следует понимать «симметрию антиподобия». Данное словосочетание вообще не корректно и не призвано отражать вид симметрии, который не может быть вообще обнаружен в природе, так как подобные фигуры и их части не могут быть противоположными друг другу по определению.
Широкие возможности сравнивать и устанавливать связи между самыми разными геоявлениями обеспечивает нам выделенная рано ушедшим из жизни выдающимся русским кристаллографом В. И. Михеевым [6] симметрия гомологии кристаллов. Частицу «анти-» следует приложить к понятию не «подобие», а «гомология». Впервые гомологичность геоморфологических образований была установлена И. Н. Степановым [7]. Гомология отражает не («абсолютное» или относительное) равенство, а однозначно устанавливаемое сходство отдельных соответствующих друг другу элементов или всего ансамбля — строения в целом. Под антигомологией ниже понимается однозначно устанавливаемая противоположность в морфологии тех и других, которая, в соответствии с динамическим принципом симметрии П. Кюри, отражает противоположные тенденции в их развитии, создавших и моделирующих их процессах. Учитывая очевидные противоположности в строении земной поверхности и коры в Арктике и Антарктике, усилия должны быть направлены на регистрацию нового вида симметрии — симметрии антигомологии и отклонений от нее (проявлений диссимметрии). Регистрация данной разновидности симметрии возможна только тогда, когда в сравниваемых образованиях, их строении и развитии, создающих и моделирующих их процессах четко и уверенно выделяются противоположности, которые могут быть строго определены и однозначно зафиксированы на статических и динамических моделях.
Антисимметрия в строении земной поверхности и коры. Формализация и точное картографирование противоположных элементов и структур ЗП осуществимы только на системно-морфологическом принципе в рамках общей теории геосистем (ОТГС) [3, 8]. Он позволяет создать пригодные для сравнения, выполненные не только в одном масштабе и проекции, но и в универсальной легенде картографические модели полярных областей Земли вне зависимости от господства в одной из них современных континентальных (Антарктика), а в другой — океанических (Арктика) условий структуро- и рельефообразования. Отсутствие такой зависимости обес-
печено общей формализацией, единством систематики и универсальностью методики картографирования всех строго определенных элементов любой (субаэральной, субак-вальной, субгляциальной) ЗП, их сочетаний и структур. На основе этой систематики сравнение состава и строения ЗП и прочих геоявлений полярных областей и других частей планеты представляется возможным, так как в ней самой, в отличие от прочих авторских классификаций, отражается широко распространенный в природе закон — симметрия антигомологии. Антисимметрия в целом выражена в разработанной в ОТГС систематике разных по сложности и размеру частей ЗП — противоположных (антиго-мологичных и вместе с тем соотносимых друг с другом) элементов (верхних и нижних, вертикальных и горизонтальных, выпуклых и вогнутых в профиле или в плане, фасов и подножий, площадок и уступов), их совокупностей (геоморфосистем) или сочетаний (верхних и нижних, прерывистых и сквозных) и структур: радиальных или прямолинейных или концентрических по отношению к неким центрам морфоструктур центрального типа, а в нашем случае — к Южному и Северному полюсам, центростремительных и центробежных.
Отнесение к проявлениям антисимметрии давно замеченного «противостояния» на нашей планете материков и океанов за пределами полярных областей допускает использование только одного элемента симметрии — центра земного шара с игнорированием его ротационного режима и других элементов симметрии: короткой оси эллипсоида вращения, двух полюсов и экваториальной плоскости. Привлечение их всех при изучении симметрии Арктики и Антарктики обеспечивает большую уверенность в сравнении и более определенных в теоретическом и прикладном отношениях результатов этого сравнения, касающихся морфодинамического истолкования как симметрии антигомологии, так и отклонений от нее. Простое наложение береговых линий Южного и северных материков как будто бы свидетельствует о том, что Антарктида «почти точно» (? — А. Л.) совпадает с контуром Северного Ледовитого океана [9]. Однако в цитируемом словосочетании приходится использовать слово «почти», так как при сравнении ограничивающих их береговых линий выявлены существенные по площади просветы и наложения. Кроме того, надо иметь в виду, что современное положение уреза воды Северного Ледовитого и южного океанов является, по сути дела, случайным, так же как случайными являются совпадения контуров заведомо не связанных друг с другом объектов [9]. Случайность в сходстве береговых линий обусловлена кратковременностью их современного положения (голоцен) и их зависимостью не только от дифференцированных неотектонических движений, но и от распределения плотностных неоднородностей в литосфере (геоидальной эвста-зии).
ВНИИОкеангеология и ГУНиО МО РФ осуществили обобщение результатов гидрографических исследований в Северном Ледовитом океане с последующим изданием в 1999 г. батиметрической карты масштаба 1:5 000 000, которая по своей информативности существенно превзошла опубликованную в 1984 г. одноименную карту СЕБКО [10]. Международным сообществом предпринято сведение всего материала радиолокационного профилирования (РЛП) в Антарктиде, результаты которого вместе с гидрографическими и сейсмическими данными на порядок большие, чем результаты предшествующих этому исследований в период МГГ (1956-1959 гг.), обобщены в построенной по проекту БЕБМАР гипсобатиметрической карте масштаба 1:10 000 000 [11]. Те и другие работы позволили на совершенном новом уровне изученности рельефа полярных областей подойти к регистрации и изучению симметрии в их строении и развитии. Наряду с фактологической стороной был создан и необ-
ходимый для этого сравнения понятийно-методический аппарат ОТГС,
включающий формализацию, систематику и картографирование однозначно и строго определяемых и точно выделяемых элементов ЗП.
По сравнению с береговой линией предлагаемые для регистрации симметрии линейные и площадные элементы ЗП можно рассматривать в качестве относительных инвариантов, учитывая независимость их конфигурации в плане от более изменчивого во времени гипсобатиметрического положения. Даже визуально не трудно убедиться в том, что основные сравниваемые линии (Ьб — бровка шельфов и Ьв — нижняя и верхняя границы континентальных подножий) и заключенные между ними поверхности (Рб-в —континентальные уступы и Рв-в —континентальные подножия) в рельефе южного материка, с одной стороны, и Евразии и Северной Америки — с другой, практически ни на одном из своих отрезков несовместимы. Вместе с тем они, несомненно, могут считаться главными антигомологичными (соответственными или сравниваемыми при операциях симметрии антигомологии) морфологическими элементами в рельефе Арктики и Антарктики, принимая во внимание два обстоятельства. Во-первых, они практически непрерывно фиксируются по периметру двух полярных областей. Исключением из этого являются расположенные (на одних и тех же меридианах 25-30° з. д., но на разных параллелях) места соединения Северного Ледовитого океана с Атлантикой и Антарктического полуострова с ЮжноАмериканским континентом. И, во-вторых, они характеризуются повсеместной противоположной общей направленностью падения ЗП от полюса в Антарктике и к полюсу в Арктике.
Симметрия антигомологии проявляется не только в непосредственных взаимных отношениях Арктики и Антарктики, но и в их геотектурном окружении — в расположении далеко за пределами первой горно-складчатого альпийского пояса (на Евразийском материке), а второй — субпараллельных фрагментов срединно-океанических хребтов. Эти фрагменты, с одной стороны, являются несомненным атрибутом крупнейших гео-тектурных образований, к которым приурочены Атлантический, Индийский и Тихий океаны, а с другой — составляют единую и связанную с Антарктидой, окружающую южный континент, концентрическую систему. Наличие данной морфотектонической системы подчеркивается гидродинамикой в водной среде, концентрический характер которой по времени связан с окончательным обособлением данной части Гондваны от других сегментов древнего материка. Все это определило выделение многими океанологами и геологами так называемого Южного океана и дает основание рассматривать это океаническое окружение Юж.ного материка в качестве Субантарктики, антигомологичной континентальному окружению Субарктики в Северном полушарии. Для периферийного окружения полярных стран Земли характерно преобладание противоположных геодинамических горизонтальных напряжений в литосфере и соответствующих им общепланетарных структурных зон, выделение которых отвечает представлениям (Л. П. Шубаев, 1962 г., И. Н. Шафрановский, 1985 г.) о морфотектонической зональности на Земле.
Интересным или, по крайней мере, заслуживающим внимание является факт приуроченности двух полюсов к границам фундаментально разных крупнейших тектонических провинций, составляющих полярные области Земли. В Арктике — это граница Евразийского и Амеразийского бассейнов, проходящая по обращенному к котловине Амундсена подножию хребта Ломоносова, а в Антарктике — это граница древней, преимущественно докембрийской (гондванской), ВосточноАнтарктической платформы и фанерозойского Западно-Антарктического подвижно-
го пояса, проходящая по обращенному к платформе подножию Трансантарктического хребта.
Оба соизмеримых по своей длине (1750-2000 км) хребта и их подножия являются антигомологичными элементами. Трансантарктический хребет открывается своими двумя торцами на западе и востоке, в то время как хребет Ломоносова упирается одним своим торцом в континентальный склон Евразии. Именно это при всех признаках его континентальной природы (двухслойное строение, скоростные характеристики и мощности земной коры и осадочного чехла) дает основание считать его наиболее низкой в океане, по сравнению с менее погруженными аваншельфами: платом Ермака и Чукотским выступом, аваншельфовой ступенью [10]. И именно поэтому данный хребет в Северном Ледовитом океане на основании недостаточной в свое время батиметрической изученности Ю. Н. Кулаковым (1986 г.) и вслед за ним некоторыми другими современными исследователями назван порогом.
По современным представлениям о подводном рельефе Зарубежной Арктики, изображенном на изданной в 1999 г. батиметрической карте, и в соответствии с систематикой форм ЗП [12] использование применительно к хребту Ломоносова данного орографического термина неправильно, так как указывает на его как будто бы равноправные контакты с двумя крупнейшими на Земле положительными формами — Евразийским и Североамериканским материковыми выступами. Однако связь между хребтом Ломоносова и Евразией очевидна, или по крайней мере, выражена намного более отчетливо, чем у его противоположного торца с Гренладско-Элсмирской окраиной. Между континентальным склоном последней и хребтом Ломоносова четко выделяется идущая вдоль его подножия и разделяющая эти морфотектонические образования контрастно выраженная в рельефе (с относительными глубинами около 1000 м) безымянная котловина. Согласно меняющему направлению ее длинной оси изменяется и простирание следующего параллельно ей самого хребта (почти на 90°) так, что его торец не упирается в континентальный склон, что имеет место на противоположном окончании хребта, а подходит близко к его подножию по касательной. Еще более ярко это проявляется на карте аномалий силы тяжести в редукции в свободном воздухе и в приходящейся на границу данной котловины с параллельным ей фрагментом хребта Ломоносова резкой смене простираний аномалий на карте аномального магнитного поля [13]. Данное обстоятельство, обнаруженное в качестве нарушения симметрии антигомологии, следует подчеркнуть, так как оно полностью отвечает стратегическим интересам России при дискуссии по проблеме внешней границы континентального шельфа. Ее решение должно предусматривать орографические и вытекающие из них морфотектонические выводы о связи хребта Ломоносова с северной континентальной окраиной Российской Федерации при отсутствии аналогичной связи с СевероАмериканским континентом.
Хребет Ломоносова по аналогии с Трансантарктическим хребтом на Юж.ном континенте следует считать трансарктическим. Данное положение оправдано приграничным характером этих морфотектонических антигомоло-гичных образований или приуроченностью к границе, разделяющей принципиально различные по своей структуре и развитию сегменты земной коры, а также их протяженностью и положением рядом с полюсами Земли. При этом следует отметить их диссимметричное внутреннее строение, которое обычно неправильно называется [13] асимметрией. Пологое крыло в структуре и склон в рельефе того и другого хребта направлены в сторону платформенных областей. Однако «огибают» Южный и Северный полюса эти хребты с разных сторон: в Антарктиде со стороны континентальной
платформы, а в Арктике со стороны Евразийского океанического бассейна. Оба хребта являются результатом новейшего или кайнозойского постплатформенного горообразования с преобладанием глыбовой формы неотектогенеза.
Антигомологичными являются зоны центральных поднятий в Арктике и опусканий в Антарктике. Обе они обособляются в земной коре платформенного или переходного типов и выступают, по сути дела, в качестве ее относительно самостоятельных сегментов. В Арктике и Антарктике данные зоны центральных океанических поднятий и опусканий, соответственно, выделены впервые при орографическом [14] и геоморфологическом [1, 12, 15] картографировании. Сегменты коры платформенного и переходного типов испытывают противоположные тенденции в новейшем геодинамическом режиме и вертикальных неотектонических движениях. В Арктике это проявляется в интеграции и общем погружении Амеразийского бассейна, при котором положительные морфоструктуры образуются не за счет поднятий, а в результате отставания при общем погружении [13], а в Антарктике — в активизации и поднятии Восточно-Антарктической платформы с образованием в ее средней части ВосточноАнтарктической горной страны и концентрической системы окраинных хребтов (Земли Королевы Мод и Королевы Мэри и др.). Противоположная геодинамика проявляется и в горизонтальных напряжениях в земной коре. В Евразийском бассейне в них господствуют условия растяжения, максимально проявляющиеся в спрединге срединноокеанического хребта Гаккеля и северных звеньев Срединно-Атлантического хребта, а в Западной Антарктике и на Антарктическом полуострове преобладают условия сжатия, которые запечатлены в преобладании складчатой формы неотектогенеза над глыбовой, в повышенной сейсмичности и новейшем вулканизме.
Отмечаются и другие различия в тектоническом развитии континентальных окраин Антарктики и Арктики. Если в первой из них налицо поднятия, проявляющиеся в виде постплатформенного орогенеза, то во второй на фоне общего погружения северной окраины Евразийского материка четко проступают свидетельства его океанизации в виде не только названных аваншельфов, но и краевых желобов (Медвежинский, Франц Виктории, «Святой Анны», Воронина). На Южном континенте к аваншельфам можно отнести три безымянных выступа шельфа, отличающихся от выделяемых в Арктике сильно погруженных ступеней континентального склона. Подобные ступени выделяются и в Восточной Антарктике в морях Риисер-Ларсена, Космонавтов, Дейвиса, Росса. В Западной ее части к аваншельфам следует отнести обширные по площади ступени с многочисленными подводными вулканами, которые отсутствуют на континентальных склонах в Северном Ледовитом океане. Наряду с этим следует указать на отсутствие в Антарктике краевых желобов. Считать таковым желоб Ламберта, который в литературе фигурирует и под названиями «грабен», «рифт», вряд ли правомочно. Во-первых, потому что он открывается в верхней (а не краевой) части шельфа (залив Прюдс), в то время как перечисленные желоба в Евразии и не названные в Северной Америке осложняют подводную поверхность шельфовых зон и открываются у сильно погруженной в их приустьевых зонах границе (бровки) шельфа с континентальным склоном. Во-вторых, желоб Ламберта, к которому приурочен самый крупный на планете выводной ледник, является частью протягивающейся почти до Южного полюса рифтовой системы, осложняющей Восточно-Антарктическую горную страну. В связи с протяженностью и морфотектоническим положением рассматривать его в качестве краевого желоба нет никаких оснований. При распространенном желании, основанном на открытии максимально изученного сейчас желоба Ламберта, видеть в Антарктике целую систему краевых желобов, аналогичных арктическим желобам, ни одного в ее
рельефе не обнаружено [12, 15]. В существенных различиях батиметрического положения аваншельфов, наличии в Арктике и отсутствии в Антарктике краевых желобов проявляется антигомологичность в воздействии на континетальные окраины процессов океанизации. Эти различия вообще характерны не только для эрозионной, но и, судя по всему, тектонической расчлененности и дифференциации или интенсивности разрушения вогнутых и выпуклых в плане как небольших по размерам (например, денудационных останцов), так и глобальных форм поверхности Земли.
Антисимметрия в новейшей геологической истории: оледенение и дегля-циация. Самыми важными геологическими событиями в Арктике и Антарктике является соответственно дегляциация и формирование ледниковых покровов. Вслед за распадом Пангеи и дрейфом составляющих ее континентов Южного полушария, когда Антарктический континент уже занимал положение на Земле, близкое к современному, а также после отделения его от Австралии (55-45 млн лет назад) создались благоприятные условия для формирования сначала малых ледниковых форм в горах, затем с выходом их на предгорные равнины ледников аляскинского типа и далее — отдельных покровов и покровного оледенения материка в целом. К взаимосвязанным условиям и факторам образования и развития ледникового щита относились также неоднократно отмечаемые в литературе такие события геологического прошлого, как падение уровня Мирового океана, освобождение суши из-под его вод, увеличение ее площади и абсолютной высоты, увеличение альбедо поверхности планеты в целом в связи с появлением сезонного снежного покрова, морских льдов и континентальных глетчеров, а также установление в ее южной приполюсной части круговой системы течений, существенно изолирующей ее от расположенных севернее более теплых океанических вод.
Существенным фактором, определившим формирование и масштабы покровного оледенения, является, несомненно, новейшая тектоническая активность Южного континента, определившая наличие на нем обширных по площади и значительных по высоте горноскладчатых и эпиплатформенных орогенных сооружений. Гипсометрическое положение дневной поверхности покрова за счет накопления огромных ледниковых толщ обеспечила Антарктике первое место среди континентов по их абсолютной высоте, только за счет которой она должна быть холоднее Арктики на 13°. Вместе с тем большая часть подледной поверхности Южного континента лежит ниже уровня Мирового океана, что, вероятно, связано не только с гляциоизостатическим фактором, но и с тем, что Земля имеет форму кардиоида или кардиоидального эллипсоида, в котором Южное полушарие более сжато, чем Северное. Рельефообразующая роль гляциоизостатического фактора оценивается по-разному: от незначительной (Е. Н. Люстих, Г. А. Значко-Яворский) до весьма существенной (П. С. Воронов, И. А. Суетова, В. Л. Иванов). Однако сейчас преобладает вторая точка зрения. Так же различаются представления о возрасте антарктического покрова. По данным глубоководного бурения в Южном океане, ледниково-морские осадки с эрратическими частицами датируются возрастом 25-26 млн лет, а по возрасту самых древних гиалокластитов ледниковый покров был развит в Антарктиде 25-35 млн лет назад. Последнее время получены датировки отложений морских террас в прибрежной зоне района грабена Ламберта, не превышающие 1 млн лет (Д. Ю. Большеянов, 2009 г.).
Многие из этих данных и вытекающих из них представлений обобщены в работах [12, 15] и лежат в основе общей модели рельефообразования в полярных областях, в которую не вписываются широко распространенное мнение о значительном опережении антарктического оледенения относительно появления плейстоценовых
ледников в Северном полушарии. Оно не согласуется с симметрией антигомологии в развитии Арктики и Антарктики. Так или иначе время протекания в них процессов дегляциации и оледенения соизмеримо с продолжительностью неотектони-ческого этапа развития земной коры. Новейшие движения, в общих чертах определившие размах и контрастность высот и глубин современного рельефа Антарктиды, взаимодействовали с флювиальными, флювиогляциальными, нивальными и гравитационными процессами в допокровное время. В период существования ледникового щита они проявляются в условиях взаимодействия лишь с гляциоизостатическими подвижками при длительной литодинамической консервации подледно-подводного рельефа. Трудно представить себе воздействие на него базальных слоев покрова там, где они примерзли к его литогенной основе, и там, где они контактируют с подледными водными массами. Данные представления предполагают древний («допокровный») возраст большинства флювиальных и горно-долинных морфоскульптурных образований, с момента своего образования постоянно находящихся в подледном состоянии и трансформируемых в результате воздействия на них лишь геодинамических (тектонических и гляциоизостатических) факторов.
Описывающая их взаимодействия модель должна предусматривать условия расширения оледенения по площади и по мощности в Антарктике, которые отличаются от последовательной дегляциации, наступления субаэраль-ных и субаквальных реж.имов в Арктике и Субарктике. Окончательная дег-ляциация в позднем плейстоцене и голоцене, эвстатические колебания уровня Мирового океана с чередованием стадий выравнивания и расчленения рельефа суши и шельфа способствовали усложнению субаэрального и субаквального рельефа Северной полярной и приполярной областей, что и объясняет выделение особого, последнего, или третьего, цикла рельефообразования И. П. Герасимовым и др. [16]. Данного цикла в Антарктиде не было. Результаты рельефообразующей деятельности на ней за это время можно наблюдать только на периферии покрова с участками, свободными ото льда, а также на континентальном склоне.
Следует признать наличие противоположных тенденций в рельефообразовании двух полярных областей. Дегляциация в Арктике и Субарктике, особенно в горных областях средних и низких широт, определила осложнение более крупных ледниковых денудационных форм более мелкими (троги, кары, врезанные в более древние и крупные цирки, борта и плечи древних троговых долин), образование в долинах конечно-моренных комплексов, а гипсометрически выше — стадиальных морен, небольших по площади зандровых полей, эрозионных врезов в днища самых молодых трогов. На равнинах создаются лестницы вложенных и врезанных друг в друга морских и озерных террас от самых верхних и самых древних до самых нижних и молодых (в том числе голоценовой поймы).
При этом роль наиболее распространенных долинных ледников в рельефообразо-вании сводилась лишь к транспортировке моренного материала, но не к какой-либо экзарации. К подтверждающим это положение уже опубликованным многочисленным аргументам следует добавить наиболее очевидный и повсеместно распространенный морфологический факт. Поперечные профили трогов нигде не содержат в себе обязательной в противном случае ниши (подобной абразионным нишам активных клифов), созданной в результате «экзарационной» обработки его бортов глетчерными массами или включенным в них моренным материалом на флангах движущихся долинных ледников.
Ныне подледный рельеф Антарктиды в целом формировался, по крайней мере на
начальные стадии своего развития, в принципиально других условиях — в обстановке разрастания глетчерных образований от самых малых форм горного оледенения до ледников аляскинского типа и далее — до местных щитов и единого ледникового покрова на континенте. При этом, вероятно, создание более крупных и более молодых выработанных ледниковых образований сопровождалось полным или частичным уничтожением более мелких и древних денудационных и аккумулятивных форм, что в конечном счете должно привести к относительному выполаж.иванию рельефа или эквипланации. Полное выполаживание могло осуществляться только при наибольшей длительности и в связи с ней — с максимальным проявлением рельефообразующего эффекта процессов нивального выравнивания вплоть до образования так называемых платформенных цирков и каров и далее — срастание этих форм в результате снижения и ликвидации разделяющих их перегородок и формирование эквипле-нов. Останцы (нунатаки) в пределах последних, возвышавшиеся над обтекающими их ледниковыми потоками, подвергались окончательному разрушению за счет нивальных процессов, гравитационного перемещения дезинтегрированных минеральных масс на поверхность движущихся ледников и их транспортировки.
Полное выравнивание могло иметь место лишь в тех частях, тектонические погружения которых позволили им быть наиболее продолжительное время в зоне интенсивных нивальных денудационных процессов, сопровождающих опускавшуюся в начальные этапы оледенения снеговую линию. Совпадение знака тектонических движений и перемещения нижней границы хионосферы, отражающего изменения климатических процессов в свободной атмосфере, создает необходимое, но недостаточное (первое) условие, способствующее полному денудационному выравниванию погружающейся под лед ЗП.
Второе условие заключается в соизмеримости скоростей снижения снеговой линии со скоростями неотектонических опусканий. Наиболее вероятно выполнение двух названных условий в пределах отрицательных морфоструктур на платформенной равнине. Порядок «нормальных» скоростей дифференцированных вертикальных тектонических движений на последних составляет первые мм/год, и, судя по каровым графикам, такой же порядок скоростей фиксируется и для динамики нижней границы хио-носферы. Таким образом, преобладающее во времени и пространстве совпадение знака и соизмеримость скоростей тектонических движений и перемещения снеговой линии в соответствии с изложенными представлениями определили выравненность рельефа днища подледных впадин в пределах внутриконтинентальных и окраинных низких равнин Антарктиды. Чаще всего их замкнутый характер и широко распространенное примерзание нижних, базальных, горизонтов ледникового покрова к ЗП и вытекающая из этого неподвижность не только льда, но и подледных вод в областях распространения положительных температур на подледном ложе, а также связанное со всем этим практическое отсутствие осадконакопления в их пределах, позволяют предположить, что выравненность их днищ связана не с аккумулятивными, а с допокровными нивальны-ми процессами денудационного выравнивания.
Сам механизм эквипланации сводится к боковому выравниванию или интенсивному сужению и сопутствующему ему снижению междолинных пространств, а также к гравитационной площадной транспортировке дезинтегрированных минеральных масс по склонам и затем перемещению их в концентрированном виде в боковые и срединные морены. Эквипланация развивалась в допокровную (непосредственно «предпокровную») эпоху — во время господства расширяющихся и широких ледниковых потоков аляскинского типа и перехода их во фронтально движущиеся отдельные ледниковые щиты. И
только вслед за этим формировался общий растекающийся в разные стороны ледниковый покров, под которым с момента перекрытия им литогенной основы и по мере увеличения его мощности литодинамические процессы замирали и наступали условия консервации подледного рельефа.
Доля участия гляциоизостатических опусканий в формировании морфотектонического плана представляется существенной. Только ими можно объяснить: а) наличие обширных, чаще всего замкнутых и плоскодонных котловин со значительными (многие сотни метров) отрицательными абсолютными отметками прежде всего в границах глубоко вдающихся в континент шельфовых ледников Росса, Ронне, Филькнера, Эйме-ри и др., б) широкое распространение аномально глубоких (с абсолютными значениями, нередко достигающими—1000 м, а иногда и более — 2000 м) замкнутых и глубоко врезанных долин (горных проходов или дефиле), секущих эпиплатформенные оро-гены.
Современное вертикальное положение аномально погруженных днищ впадин можно объяснить только за счет возрастающих по мере увеличения мощности ледниковых масс гляциоизостатических погружений при практически повсеместном отсутствии осадконакопления, которое могло бы компенсировать их опускания любой геодинами-ческой природы. При этом происходит арифметическое суммирование амплитуд нисходящих неотектонических и гляциоизостатических смещений, при котором доля гляциоизостазии со временем возрастает по мере увеличения площади отрицательных морфоструктур. Участки высокоскоростных новейших тектонических воздыманий поднимались, минимально задерживаясь в вертикальных окрестностях снижающейся в период образования ледникового покрова снеговой линии. Вследствие этого встречного движения осуществлялось алгебраическое суммирование скоростей снижения части хионосферы, обеспечивающей наибольшую интенсивность нивальных рельефообразующих процессов, и подъема привершинной зоны горных сооружений. В результате такого «проскакивания» относительно друг друга этих двух страт верхние элементы горного рельефа довольно быстро переходили в погребенное под фирновыми и глетчерными массами состояние. Именно с этим обстоятельством связывается сохранность относительно малых и древних (в том числе доледниковых, а точнее — допокровных) денудационных и аккумулятивных форм ледникового происхождения. Это подтверждается радиолокационными профилями, пересекающими ныне подледные высокогорные массивы и хребты, верхняя часть которых чаще всего характеризуется альпинотипным рельефом. Наряду с консервацией в литодинамическом отношении его развитие осуществляется главным образом за счет высокоамплитудных и новейших тектонических поднятий. При этом гляцио-изостатические опускания существенно противодействовать неотекто-ническим поднятиям не могли вследствие значительно меньшей (по сравнению с погружающимися обширными по площади равнинами и расположенными в их пределах впадинами) нагрузки со стороны глетчерных масс на небольшие участки альпинотип-ного рельефа.
Антисимметрия в доледниковую эпоху развития. Представления о длительной консервации подледного рельефа Антарктики открывают широкие возможности палеогеографической интерпретации с выделением доледниковой и допокровной эпох. Если в рамках первой реконструкции, направленной на изучение неледниковой, в основном флювиальной, морфоскульптуры, то в пределах второй — исследуются формы, созданные горно-долинным оледенением и оледенением аляскинского типа, предшествующими образованию ледниковых щитов и покрова в целом.
Представления о речном стоке в доледниковое время появились в результате анализа: а) морфологии конусов выноса на континентальном склоне и установления их соотношений с б) водосборными бассейнами и седловинами на континенте и в) «точками доставки» терригенного материала к бровке шельфа [15]. Образование конусов выноса предусматривает «точечную доставку» (или точечный вынос, по Ю. Д. Шуйскому, 1978 г.) и накопление больших объемов терригенного материала в регрессивные этапы развития Мирового океана на узколокализованных у бровки шельфа участках. Такая доставка мож.ет быть осуществлена только одним видом транспорта — реками.
Выделение речных бассейнов основывалось на представлениях об унаследованности неотектонического и, соответственно, орогидрографического плана, а также данных палеогеографических исследований в Арктике и Субарктике о длительном развитии и консерватизме в положении речных долин и их фрагментов. Эти представления доказаны результатами часто детального бурения на Восточно-Европейской и других платформенных равнинах России. Во многих погребенных эрозионных врезах современных долин обнаружены доплиоценовые аллювиальные отложения. Установлено, что русла основных современных рек Волги, Оки, Оби, Енисея и многих других существовали уже в позднем миоцене; густая сеть одигоцен-раннемиоценовых и более древних палеодолин выражена в современной гидросети. Продолжением многих из них на северном шельфе Евразии явились подводные долины и замыкающие их на континентальном подножии конуса выноса [17]. К Медвежинскому конусу терриген-ный материал доставлялся в самую глубокую доакчагыльскую регрессию речной сетью Восточно-Европейской (Русской) платформенной равнины. Недавними исследованиями Полярной Морской геолого-разведочной экспедиции зафиксирован выраженный на самых последних гидрографических материалах конус выноса, расположенный ниже желоба «Св. Анны». Его формирование связывается с транспортировкой терригенного материала реками Праобь, Праенисей и их притоками. Конус выноса, обусловленный эрозией и транспортировкой такого материала по Пралене и Праоленеку, не фиксируется возможно потому, что он пространственно совпадает с торцом хребта Гаккеля.
Самые мощные конусы выноса или их фрагменты (реликты) в Антарктике соответствуют крупнейшим бассейнам, в границы которых входили наиболее гипсометрически поднятые уже в доледниковое время орогенные образования, существующие, за некоторым исключением (равнина или межгорная седловина Бэрд), и поныне в виде горных хребтов и стран. Практически все конуса выноса соответствуют выделенным по данным сейсморазведки предконтинентальным прогибам, с которыми сейчас связываются основные перспективы нефтегазоносности [18]. Большинство из них наиболее далеко выдаются в сторону океана в виде периклинальных форм и прослеживаются на максимальных глубинах, охватывая не только подножие, но и более верхние части склона. Главная структурная особенность поверхности конусов выноса или сегментов склона, которые, по аналогии с соответствующими тектоническими дислокациями, названы [15] периклиналями, сформировалась в результате дивергенции — расхождения в плане подводных каньонов, по которым поставлялись суспензионные потоки с терригенным материалом. Эта особенность характеризуется симметрией параболы или симметрией «стрелы». Движение суспензионных потоков на склоне было направлено против ее «оперения». Классическая форма в плане конусов выноса чаще всего не выдерживается в связи, вероятно, с последующими процессами субаквальной эрозии талыми ледниковыми водами, которые, возможно, и разрушили некоторые сформировавшиеся в допокровное время конусы выноса целиком, а у других конусов — их фланговые части.
Последние «завоевываются» наступающими на них в рокадном направлении (вдоль склона) активно развивающимися центроклиналями или моноклиналями особенно в тех частях континентального склона, форма которых способствует концентрации эродирующих поверхность подводных каньонов. Сезонные, более холодные, чем воды океана, талые воды проникают в их пределы, переливаясь через бровку шельфа по всей ширине ее периметра (верхней границы центроклинали) и ниже по склону постепенно не бифуркируют, а, наоборот, концентрируются и канализируются, соединяясь в подводные каньоны. Их совокупность характеризуется симметрией «стрелы», оперение которой направлено вниз по склону в соответствии с движением талых вод. Терригенный материал удаляется с континента айсбергами. Какой-либо существенной аккумуляции на континентальном подножии ледниковых (ледниковой муки) и водноледниковых осадков не происходит.
Зафиксированные в Антарктике центроклинальные сегменты континентальных склонов в Арктике отсутствуют по вполне очевидным причинам, проявившимся в антигомологии их строения. В отличие от Антарктиды, поставляющей на свой склон холодные талые воды, не только современные, но и древние реки, текущие с юга на север в Арктике и Субарктике, приносят и приносили в прошлые регрессивные эпохи относительно теплые воды, не способные к субаквальной эрозии. Вместе с тем общее количество терригенного материала, поступившего в Северный Ледовитый океан, при прочих равных условиях, должно быть больше. Это обеспечивается намного большей площадью водосборов и, самое главное, общей центростремительной (в отличие от центробежной в Антарктике) структурой рельефа или отрицательной горизонтальной кривизной ЗП.
Полярные области Земли не настолько хорошо изучены, чтобы при дальнейшем их познании игнорировать аппарат учения о симметрии в целом и один из его инструментов — симметрию антигомологии в частности. Ее следует максимально широко использовать в сравнительной геономии Арктики и Антарктики при прогнозе строения, развития и современных геолого-географических процессов.
Литература
1. Ласточкин А. Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле. СПб., 2002.
2. Симметрия структур геологических тел / Под ред. Л. М. Плотникова. М., 1976. Вып. 1.
3 Ласточкин А. Н. Морфодинамический анализ. Л., 1987.
4. Ласточкин А. Н. Рельеф земной поверхности. Л., 1991.
5. Симметрия в рельефе / Под ред. Н. А. Логачева, Д. А. Тимофеева, Г. Ф. Уфимцева. М., 1992.
6. Михеев В. И. Гомология кристаллов. Л., 1961.
7. Степанов И. Н. Формы в мире почв. М., 1986.
8. Ласточкин А. Н., Лукин В. В., Массолов В. Н., Попов С. В. Содержание, задачи и практическое значение геоморфологических исследований Антарктики // Изв. РАН. Сер. географ. 2004. № 3.
9. Шолпо В. Н. Структура Земли: упорядоченность или беспорядок? М., 1986.
10. Поселов В. А., Каминский В. Д., Верба В. В. и др. Этапы исследований по проблеме юридического шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане //60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане / Под ред. В. Л. Иванова. СПб., 2008.
11. Lythe M. B., Vaughan D. G. and BEDMAP Consortium. BEDMAP- bed topography of the Antarctic, 1:10 000 scale map. BAS (Mise) 9. Cambridge: British Antarctic Survey, 2000
12. Ласточкин А. Н. Субгляциальная геоморфология Антарктики. Теория, методика и результаты. Т. I. Общие геоморфологические исследования. СПб., 2006.
13. Поселов В. А., Буценко В. В., Верба В. В. и др. Поднятия Амеразийского суббасейна в Северном Ледовитом океане и их возможные аналоги в Атлантическом океане //60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане / Под ред. В. Л. Иванова. СПб., 2008,б.
14. Ласточкин А. Н., Нарышкин Г. Д. Орографическая схема Северного Ледовитого океана // Вестн. Ленингр. ун-та. Сер. 7: Геология, география. 1989. Вып. 2 (№ 14).
15. Ласточкин А. Н. Субгляциальная геоморфология Антарктики. Теория, методика и результаты. Т. II. Специальные геоморфологические исследования. СПб., 2007.
16. Герасимов И. П., Живаго А. В., Коржуев С. С. Геоморфологические и палеогеографические аспекты новой теории глобальной тектоники плит // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1974. № 5.
17. Ласточкин А. Н. Подводные долины северных морей СССР // Изв. Геогр. о-ва СССР. 1977. № 5.
18. Лейченков Г. Л., Иванов В. Л. Прогнозная оценка перспектив нефтегазоносности Антарктики // 60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане: Сборник научных трудов / Под ред. В. Л. Иванова. СПб., 2008.
Статья поступила в редакцию 23 марта 2010 г.
