CC BY
81
УДК 551.87 (571.1/5)
М.М. Адаменко1, Я.М. Гутак2, М.Е. Евдокимов3
кузбасская государственная педагогическая академия 2Сибирский государственный индустриальный университет 3Новосибирский государственный университет
ДИНАМИКА КЛИМАТА И ОЛЕДЕНЕНИЯ ЮГА КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ И ГОЛОЦЕНЕ ПО СТРАТИГРАФИЧЕСКИМ И РАДИОУГЛЕРОДНЫМ ДАННЫМ
Постановка проблемы
Кузнецкий Алатау в отношении палеогеографии плейстоцена-голоцена является малоизученным районом. Существующая фрагментарная информация представляет собой описание отдельных ледниковых форм рельефа в отчетах путешественников [1] и работах ученых, занимавшихся проблемами геологии [2] и современной гляциологии [3] района. Наиболее цитируемой работой по вопросам гляци-альной истории Кузнецкого Алатау является статья В.П. Бурова «Кары в верхнем течении р. Томи» [4]. На ее основании Л.Н. Ивановский классифицирует описанные кары как «типично нивальные, которые неоднократно занимались ледниками» [5, с. 32]. Плейстоценовому оледенению Кузнецкого Алатау посвящены работы П.А. Окишева и В.Е. Дмитриева [6]. Они выделяют Кузнецкий Алатау как репрезентативный район для выявления особенностей развития древнего оледенения Алтае-Саянской горной области, отмечают, что расположение района «должно обеспечить четкую реакцию компонентов ландшафта на глобальные климатические перестройки» [6, с. 90].
В то же время, имеющаяся фрагментарная информация не позволяет даже в самых общих чертах представить динамику климата и масштабы оледенения Кузнецкого Алатау в позднем плейстоцене-голоцене. Учитывая уникальные условия существования современных ледников вышеназванного района, этот вопрос становится весьма актуальным для практики географических исследований.
Объекты исследования и методы
Исследования динамики климата и оледенения Кузнецкого Алатау ведутся нами с 2002 г. Опорной базой экспедиционных работ выбран Тигертышский горный узел, где благодаря наличию высот до 2217 м широко пред-
ставлены элементы горно-гляциального комплекса, в том числе и современные ледники. За время проведения работ на основе полевых исследований (геоморфологических описаний, методов фитоиндикации, лихенометрии, дендрохронологии) и дистанционных методов (анализ космических снимков, аэрофотоснимков, топографических карт 1:100000, 1:25000) была вычленена общая картина масштабов оледенения во время последнего позднеплейстоценового оледенения, выявлены этапы последующей деградации ледников и особенности позднеплейстоценовой и современной динамики оледенения.
Установлено, что Тигертышский горный узел во время последнего оледенения был территорией с многочисленными ледниками. В зависимости от сочетания конкретных физикогеографических условий здесь развивались различные морфологические типы ледников (от сложных долинных до простых каровых, включая висячие ледники и ледники плоских вершин). По расположению древних моренных комплексов в районе было выделено 56 ледников общей площадью около 245,3 км2 [7]. При этом самые крупные сложные долинные ледники находились в северо-западной части узла и были приурочены к долинам рек Бельсу, Ка-ратас и Туралыг. В позднеледниковье и голоцене в процессе потепления климата ледники отступали, образовывая стабилизационные морены. Всего в Тигертишском горном узле выделяются четыри стадии образования морен. По нашим предположениям, гипсометрически самая нижняя из них - морена эпохи максимума позднеплейстоценового оледенения, три морены, расположенные выше, сформированы в позднеледниковье и раннем голоцене. Современные ледники представляют собой реликты плейстоценового оледенения региона и в настоящее время продолжают деградировать. У наиболее крупных современных ледников района (ледники Тронова и Караташ) имеются
сложные приледниковые моренные комплексы, состоящие из пяти моренных валов. По нашим данным, самый верхний пятый моренный вал исследуемых ледников имеет возраст не моложе «исторической» стадии (V в до н.э. - V в н.э.). В то же время отсутствие надежных датировок геологических событий гляциаль-ной истории Кузнецкого Алатау вносит в интерпретации значительную долю условности и субъективизма, особенно для ранних этапов.
В ходе полевых исследований района в 2012 г. был выявлен и описан первый разрез голоценовых отложений в границах оледенения Тигертышского района, содержащий слои торфяника, пригодные для радиоуглеродного датирования. Стратиграфическое описание разреза и первые абсолютные датировки торфяных слоев позволили существенно конкретизировать данные об изменении климата и деградации ледников Кузнецкого Алатау в позднеледниковье - голоцене.
Геоморфологическое описание территории
Обнажение расположено в верхней части долины ручья Большой Хунулхузух правого притока реки Каратас в высокогорной зоне Тигертышского горного узла (рис. 1). Общая морфология долины реки Каратас и ее притока заложена в доледниковое время и сформирована тектоническими и флювиальными процессами. В период последнего максимума оледенения вся долина вплоть до слияния реки Каратас и ручья Хунул-Хузух была занята сложным долинным ледником. В географической литературе этот район известен под названием «Золотая долина». В связи с этим целесообразно назвать данный палеоледник Золотодолинным.
В рельефе долина ручья Большой Хунулхузух широкая, расширяющаяся к верху (рис. 2). Протяженность долины от тыловой стенки
Рис. 1. Орографическая схема Тигертышского горного узла
Рис. 2. Геоморфологическая схема верховьев реки Каратас и ручьев Большой и Малый Хунулхузухи:
1 - кары; 2 - моренные валы; 3 - заболоченные ровные площадки, в прошлом бывшие морено-подпрудными озерами; 4 - многолетние снежники; 5 - современные ледники; 6 - ледниковые озера: 7 - осевая линия хребтов и отрогов, возвышающихся над ледником
центрального кара до впадения ручья в реку Кратас около 9 км, при этом ее ширина достигает 4,5 км. Долина замыкается шестью карами, четыре из которых объединены в две каровые лестницы, два крайних - одиночные. Следует отметить, что верхние кары каровых лестниц и одиночные кары имеют идентичную высоту днищ в 1440 - 1420 м. В карах верхних ступеней каровых лестниц залегают современные ледники (л. Караташ) и крупные многолетние снежники. Нижние ступени каровых лестниц заняты озерами - Хунулхузух и безымянным озером под Караташским ледником с урезами воды в 1259 и 1280 м соответственно. Ниже уступа верхнего уровня каров долина отличается пологим падением, в среднем 8,7 м на 1 км.
Вся долина исчерчена моренными валами и участками морено-холмистого рельефа (рис. 2). Помимо конечных и боковых морен-
ных валов, здесь выделяются узкие вытянутые валы, внешне сильно напоминающие озы, которые пересекают долину и спускаются к руслу ручья под углом 45 градусов. Валы покрыты кедровым лесом, а понижения между валами заняты болотами разной степени обводненности.
Описание разреза
Изученное обнажение расположено в правом борту ручья Большой Хунулхузух. В этом месте моренный вал перегораживает долину, из-за чего ручей сильно извивается и разветвляется на несколько проток с медленным течением. Обнажение имеет высоту около 1,5 м и протяженность около 8 м. Нижняя часть разреза перекрыта аллювиальными галечными отложениями. Более глубокие горизонты разреза изучены при помощи бура-пробоотборника до
глубины 5 м (рис. 3), описание их приведено ниже.
В верхней части обнажается слой плотного торфа с хорошо выраженной слоистостью. Верхние горизонты торфяного слоя имеют светло-бурый цвет, с глубиной цвет меняется до темно-бурого и темного серо-коричневого. В нижних слоях торфа высоко содержание древесных остатков. Из этого слоя отобрана проба с глубины 27 - 30 см. Радиоуглеродный анализ показал возраст 5200 ± 85 лет [СОАН-
8789] (мощность слоя 0,2 - 0,3 м).
Ниже следует слой крупнозернистого грубого терригенного песка бурого цвета с примесью гальки средней степени окатанности (мощность слоя 0,5 м).
Следующий слой - травяно-древесный торф буро-ржавого цвета. В слое высоко содержание древесного детрита (по визуальным оценкам до 40 - 45 %). Из этого слоя с глубины 95 - 100 см отобрана проба № 2 [СОАН-
8790]. Абсолютный возраст 8235 ± 110 лет
(мощность слоя 0,05 - 0,1 м).
Далее следует слой среднего и мелкого плохо окатанного галечника с высоким содержанием крупного песка. Этот слой сильно варьируется по мощности в разрезе и местами выклинивается (мощность слоя 0,2 м).
Ниже расположен слой ленточных озерноледниковых глин. Ритмичность прослеживается очень хорошо. Визуально выделяются ритмы в 1 - 3 мм и 1 - 2 см. В верхней части слоя высоко содержание малоразложившейся органики, при разламывании толщи по отдельным слоям видны мелкие листочки кустарников и травянистой растительности. Глина достаточно плотная серо-синего оттенка, при смятии ее в руке она хорошо принимает и держит форму. На глубине около 3,6 м происходит переход к вязкой грязеподобной глине серого цвета (мощность слоя 3,8 м).
Описанный разрез опробован также пробами на карпологию и микрофауну (в настоящее время пробы находятся в обработке).
- слой почвенно-растительный
- торф
- песок крупный бурый с прослойками галечника
- сильно ожелезненный торфоянистый горизонт с
высоким содержанием древесины
- средний и мелкий галечник слабоокатанный с крупным песком
- ленточные глины, серо-синие озерно-ледниковые с высокой примесью органики
- ленточные глины, серо-синие озерно-ледниковые
Рис. 3. Разрез голоценовых отложений в правом борте ручья Большой Хунулхузух
Реконструкция событий
Полученные по разрезу данные и выявленные ранее факты позволяют с высокой степенью достоверности реконструировать общую картину деградации Золотодолинного ледника и судить о динамике изменения климата всего юга Кузнецкого Алатау в позднеледниковье -голоцене.
В максимум последнего позднеплейстоценового оледенения, датируемого в горах Алтая 20 - 18 тыс. лет назад [8], в южной части Кузнецкого Алатау развивалось оледенение, носящее характер горно-долинного. Самый крупный ледник этого района полностью заполнял долину реки Каратас и ее притоков ручьев Малый и Большой Хунулхузухи. Логично утверждать, что положение конца этого ледника в максимум последнего оледенения маркирует гипсометрически самый нижний выявленный моренный комплекс, дистальный фронтальный вал которого представляет морену напора. Исходя из его положения ледник достигал площади 50,3 км2 при максимальной длине в 10 км.
Имеются свидетельства существования в районе более древнего и более крупного оледенения. Так, долина реки Каратас еще на протяжении 5,5 км ниже морены напора имеет черты поперечного профиля, свойственного трогам, на правом борту долины имеются формы, напоминающие боковые морены, а чуть выше впадения реки Широкая Березовая на правом берегу долины прослеживается ва-лообразное возвышение, которое под углом 45° перегораживает долину (возможно, конечная морена). По нашему мнению, это следы древнего оледенения, синхронного раннезырянскому (ермаковскому) криохрону, однако для подтверждения этого предположения требуются дополнительные исследования.
Потепление климата в Кузнецком Алатау в позднеледнековье вызвало быструю деградацию Золотодолинного ледника. Ледник распался на три потока, отступавших вверх по долинам реки Каратас, ручьев Малый и Большой Хунулхузухи. Отступание указанных потоков Золотодолинного ледника протекало по-разному и было описано ранее [9].
Поток, занимавший долину ручья Большой Хунулхузух после распада Золотодолинного ледника на первом этапе деградации оледенения, отступал постепенно, стабилизируясь и откладывая асциляционные моренные валы. Вся нижняя часть долины ручья вплоть до описанного разреза исчерчена поперечными моренными валами высотой до 10 - 12 м. При
этом, если моренный комплекс эпохи максимума оледенения сложен разнородным материалом (от крупных валунов до песчанистощебнистой фракции), то морены эпохи деградации оледенения практически лишены валунов и сложены, по визуальной оценке, щебнисто-крупнопесчанистой массой.
Стремительная деградация ледника усугубилась открытостью системы и пологим уклоном верхней части долины ручья. Быстрое таяние льда способствовало образованию мо-рено-подпрудных озер. В долине ручья Большой Хунулхузух выявляются пять таких озер, еще три обнаружены в долине реки Каратас. В настоящее время положение этих озер маркируют ровные округлые заболоченные площадки, окаймленные с одной или нескольких сторон моренными валами (рис. 2). В одних случаях образование болот генетически связано с заболачиванием озер, в других нет. Озера между валами максимального моренного комплекса в нижней части долины получали мало глинистого материала, заливались и заболачивались постепенно. Озера верховий Большого Хунулхузуха достаточно быстро заполнились продуктами выноса, образование болот здесь происходило только в период гумидизации климата в среднем голоцене.
Исследование озерно-ледниковых отложений, обнажающихся в описываемом нами разрезе, показали, что озеро в верхней части долины ручья Большой Хунулхузух получало непосредственный сток с ледников, что доказывается высоким содержанием в отложениях «ледниковой муки». Полная мощность озерноледниковых отложений здесь превышает 3,8 м. Глинистые отложения разреза имеют определенную ритмичность. При этом наиболее отчетливо проявлены ритмы в 1 - 3 мм, несколько хуже - в 1 - 2 см. Учитывая полученные датировки нижнего торфяного слоя (8235 ± ±110 лет), можно утверждать, что озеро начало формироваться в позднеледнековое время или в самом начале голоцена. Морена, подпружи-вающая озеро, явно была отложена в конце позднеледнековья (13 - 11 тыс. лет назад) и соответствует древнему или позднедриасов-скому похолоданию в схеме Блитта-Сернандера.
Выше озерно-ледниковых отложений и торфяного слоя в разрезе выделяется аллювиальный слой. Эти отложения сформированы в среднем голоцене. Они хорошо промыты и лишены глинистых и алевритовых фракций, что свидетельствует об отсутствии прямой связи с вышележащими ледниками. «Леднико-
вая мука», по-видимому, задерживалась фильтрами вышележащих моренных валов.
Выводы. Полученные данные говорят о том, что в районе 8000 тыс. лет назад климат Кузнецкого Алатау был теплее и суше современного. Обнажающаяся в разрезе прослойка торфа этого времени сильно отличается от современного высоким содержанием древесной составляющей. Скорей всего здесь в отдельных понижениях рельефа и в условиях плохого дренажа (в нашем примере, на слое озерных глин) развивались заболоченные леса по типу мари. Предполагается, что результаты палео-карпологических исследований позволят реконструировать состав растительных сообществ этого района и провести их сравнение с современными биоценозами. Около 5000 тыс. лет назад в Кузнецком Алатау началось похолодание и усиление увлажнения, процессы торфообразования этого времени близки к современным.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Т о л м а ч е в И.П. Геологическая поездка в Кузнецкий Алатау летом 1902 г. // Изв. РГО. 1903. Т. 39. Вып. IV. С. 1 - 47.
2. Ч у р а к о в А.Н. Кузнецкий Алатау. История его геологического развития и его геохимические эпохи. - Л.: Изд-во АН СССР, 1932. - 119 с.
3. Ш п и н ь П.С. Оледенение Кузнецкого Алатау. - М.: Наука, 1980. - 83 с.
4. Б у р о в В.П. Кары в верхнем течении р. Томи (Кузнецкий Алатау) // Гляциология
Алтая. Вып. 3. - Томск: Изд-во ТГУ, 1964. С. 208 - 211.
5. И в а н о в с к и й Л.Н. Гляциальная геоморфология гор (на примере Сибири и Дальнего Востока). - Новосибирск: Наука, 1981. - 173 с.
6. О к и ш е в П.А., Д м и т р и е в В.Е. Плейстоценовые оледенения Кузнецкого Алатау // Ледники и климат Сибири. -Томск: Изд-во ТГУ, 1987. С. 90 - 93.
7. А д а м е н к о М.М., А д а м е н к о М.Ф., Г у т а к Я.М. Гляциальный рельеф и особенности плейстоценового оледенения Кузнецкого Алатау // Рельеф и экзогенные процессы гор: Материалы Всерос. науч. конф. с международным участием. - Иркутск: изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2011. Т. 2. С. 3 - 6.
8. Б у т в и л о в с к и й В.В. Палеогеография последнего оледенения и голоцена Алтая: событийно-катастрофическая модель. -Томск: Изд-во ТГУ, 1993. - 253 с.
9. А д а м е н к о М.М., С ю б а е в А.А., А д а м е н к о М.Ф. Древний моренный комплекс в верховьях реки Каратас (Юж-но-Алатауский горный район) // Известия Бийского отделения географического общества. Вып. 32. - Бийск: АГАО им. В.М. Шукшина, 2011. С. 35 - 39.
© 2013 г. М.М. Адаменко, Я.М. Гутак, М.Е. Евдокимов Поступила 18 февраля 2013 г.
