Ледяная степь — феномен центральной Арктики

Арктика. Высокие широты. И то и другое прочно ассоциируется со льдом, морозом, полярной ночью, северным сиянием, безжалостной пургой, белым медведем, северным оленем и жизнью на пределе возможного. Степь. Средние широты. Солнце, жара, суховеи, дефицит влаги, травы, сурки, суслики, сайгаки, дрофы, хлебный край. На первый взгляд, это вещи противоположные и взаимоисключающие, подобно льду и пламени. Так было во все эпохи, однако, как выяснилось, одной из них — плейстоцену* оказалось по силам соединить несовместимое.


На северо-востоке России раcположены уникальные арктические ландшафтно-геологические образования, состоящие на 80-90% из ископаемого льда и на 10-20% из пронизывающих лед вертикальных столбов смерзшегося ископаемого мелкозернистого грунта — лёсса**, изобилующего костными останками мамонтовой фауны. В заполярном ландшафте это относительно невысокие, до 30-40 метров, пологие холмы — мамонтовые могилы, — обрывающиеся к морю значительными геологическими разрезами. Загадка этих ледяных земель до сих пор не разрешена, хотя над ней бьется уже не одно поколение ученых разного профиля – геологи, почвоведы, гляциологи.

 

Образ русской едомы

 

Август 2011 года. Архипелаг Новосибирские острова, южное побережье острова Большой Ляховский. Наша небольшая группа (участники экспедиции Русского географического общества «Новосибирские острова-2011». — Прим. ред.) по топкому мелководью подошла к огромному 30-метровому ледяному обрыву. В этот момент сквозь пасмурную пелену пробилось редкое заполярное солнце и подсветило ископаемый ледник— на фоне белоснежно-бриллиантового блеска льда выделились темные вертикальные земляные столбы прямоугольной или пирамидальной формы — в зависимости от угла разреза.


Реликтовый обрывистый берег разрушается буквально на глазах: по льду текут шумные ручьи, от земляных столбов то и дело отваливаются куски мерзлого грунта, который на солнце в прибрежных водах быстро превращается в мутный кисель. В воздухе стоит специфический запах размороженных остатков некогда доминировавшей на континенте тундростепи. То тут, то там обнажаются фрагменты костей, иногда черепа и скелетысовременников мамонта.


В этих уникальных ландшафтах и разрезах до сих пор таится разгадка последних масштабных перемен, произошедших в истории Земли 8-10 тысяч лет назад, в начале наших времен, когда огромные пастбищные пространства холодной и сухой эпохи резко сменились сырыми болотами и тайгой более теплой и влажной нынешней эпохи, получившей название «голоцен»***. Успеем ли мы понять суть происходивших здесь глобальных изменений, пока ледяные земли не исчезли окончательно вместе со своими тайнами?

 

Знакомство российской цивилизации с ледяными землями. Ранние гипотезы

 

Центральная Арктика с незапамятных времен была населена различными племенами и малыми народами, сумевшими приспособиться к жизни в суровых условиях. Тысячелетиями эти народы были отделены от цивилизации, пока люди с Восточно-Европейской равнины не пришли в Центральную Арктику к ее коренным жителям и загадочным лёссово-ледовым обрывам, окаймлявшим северную оконечность материка и острова. Для аборигенов ледяные земли были обычным явлением, но выходы на поверхность мамонтовых бивней порождали легенды о гигантских «земляных кротах».


В XVII-XVIII веках русские первопроходцы, столкнувшись с невиданными прежде ледяными обрывами с грунтовыми столбами и массой вытаявших костей ископаемых животных, посчитали останки степных лошадей и бизонов костями домашнего скота. Но возникал естественный вопрос: чем кормился крупный травоядный скот в чахлой арктической тундре?


Неведомые ледяные земли активно разрушались, как будто «съедались», поэтому русские первопроходцы назвали их «едома». Этот термин оказался настолько удачным, что вошел в научный оборот.


По мере развития науки выяснилось, что степные останки принадлежали не домашнему скоту, а грандиозной мамонтовой фауне, но это только обострило вопрос о пастбищах. Как могли прокормиться многочисленные стада крупных степных животных, останками которых изобилуют те края?


Научные исследования ледяных земель значительно усилились в XIX веке. Мысль о существовании мамонтового континента была высказана бароном Эдуардом Толлем в конце XIX века после его участия в экспедиции на Новосибирский архипелаг. Не объясняя механизм происхождения ископаемого льда и грунтовых столбов, он полагал, что ледяные земли представляют собой сохранившиеся до наших дней остатки «арктического ледникового щита», на поверхности которого обитали целые стада мамонтов. Наличие грунтовых столбов длительное время объяснялось затеканием грунта в трещины во льду, наличие останков — попаданием в них животных. Однако позже ученым удалось доказать, что в этих местах никогда не было ледовых щитов.

 

Конденсатно-ветровая концепция Арктиды Савелия Томирдиаро

 

Только в 70-е годы прошлого века отгадку мамонтового ландшафта Центральной Арктики предложилзаведующий лабораторией мерзлотоведения Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института АН СССР, профессор,доктор географических наук Савелий Владимирович Томирдиаро. Он сформулировал революционную для того времени конденсатно-ветровую (эоловую) концепцию формирования арктического лёссово-ледового комплекса, который назвал Арктидой.


Ключом к разгадке тайны ледяных земель стала модель уникального сверххолодного и сверхсухого климата последней ледниковой эпохи. Нечто подобное имеется в глубине современной Антарктиды. Важно то, что для формирования ледникового щита нужен не столько холод, сколько снег, который не успевает растаять за лето. Так вот, на севере Евразии атмосферных осадков позднего плейстоцена хватало на ледниковый щит в лучшем случае до Таймыра, при этом расход океанской воды на ледниковые щиты понижал уровень океана на десятки метров, обнажая шельф на сотни километров к северу от нынешних приморских равнин. Ледовитый океан полностью покрывался льдом — в результате получался Евразийско-Арктическо-Американский суперконтинент. Замерзший Северный полюс оказался в центре континента и превратился в полюс солнца, сухости и холода.


Над ледниками и замерзшим океаном сформировалась область высокого давления с постоянным арктическим антициклоном, для которого характерны стоковые северные ветра, под действием вращения Земли смещавшиеся на запад. Постоянный исход холодного сухого воздуха из высоких широт в нижних слоях атмосферы компенсировался обратным всасыванием воздушных масс в своеобразную антициклонную арктическую воронку в более высоких слоях атмосферы. Над центром суперконтинента установился крайне морозный и ветреный климат с сухой и ясной погодой.


Итак, огромная территориальная основа и климатические предпосылки для формирования гигантского мамонтового континента готовы. И этот континент начал формироваться титаническим тысячелетним трудом вечных пыльных бурь. Основными природными действующими лицами этого уникального процесса стали незаходящее летнее солнце, дававшее необходимую энергию для развития трав за короткое полярное лето;марсианский холод, который растрескивал грунт и настолько его промораживал, что трещины жадно высасывали из сухого арктического воздуха всю влагу, переводя ее в лед, питавший летом травы;ветер, добытчик и переносчик лёссовой пыли — фактически готовой плодородной почвы.


Уникальное сочетание плодородного лёссо-грунтового субстрата, подпитки влагой за счет подтаивающего льда, энергии незаходящего летнего солнца создали условия для процветания злаковой растительности в ледниковую эпоху Арктики. За десятки тысяч лет в Центральной Арктике мороз и ветер сформировали сорокаметровую толщу лёссово-ледового тела мамонтового континента, на поверхности которого и существовали солнечные открытые ландшафты мамонтовых степей.


Таким образом, последнее позднеплейстоценовое похолодание не только не уничтожило крупных млекопитающих в Центральной Арктике, но напротив, способствовало процветанию мамонтовой мегафауны в огромном «степном арктическом окне», на ледовом континенте Степная Арктида протяженностью порядка 4000 км от Таймыра до восточных окраин Аляски при средней ширине в 1000 км. Окно арктической мамонтовой степи на западе ограничивалось ледниковым покровом, на юге и востоке — горными хребтами, а на севере степь постепенно, по мере уменьшения лёссового слоя над замерзшим океаном, переходила в ледяную пустыню. Впрочем, Томирдиаро не исключает того, что мамонтовая степь могла доходить до Северного полюса и покрывать тонким слоем весь замерзший океан. Таким образом, площадь Арктиды только на приморских равнинах и континентальном шельфе можно оценить приблизительно в 4 млн км.

 

Сотовый рельеф — самоподдерживающийся строитель ледяных земель

 

В конце позднего плейстоцена холод в Центральной Арктике усилился. Грунт арктических равнин начал растрескиватьсяна отдельные многоугольные блоки, по-научному названные полигонами. Но скорее они ассоциируются с сотами, какими и выглядят сверху.


В глубоких жилах между этими многоугольниками — сотами — под действием вечного холода любая влага неминуемо превращалась в ледовый клин, примерзающий к граням соседних полигонов. Каждую зиму эти клинья трескались — и жила снова была готова переработать очередную порцию влаги в лед.


Спустя некоторое время ледовые клинья в жилах оказались укрытыми теплоизолирующим лёссовым чехлом, который, становясь толще, не позволял уже растаять приросшему за зиму льду — с этих пор начался рост ледяных жил вверх и вширь.


В какой-то момент растущие под прикрытием лёсса ледяные жилы сначала сравнялись с грунтовыми блоками, а затем вместе со своим одеялом вышли над ними в виде пологих валов, по-научному валиков. С возникновением валиков на месте трещин исходные грунтовые блоки превратились в понижения, по-научному падины. Таким образом сложился трехчленный рельеф, состоявший из дна падин, относительно плоских вершин валиков и их склонов различной крутизны. Это имело важное значение для дальнейшей эволюции растущего континента в степной.


Лёссовая пыль оседала уже не на идеально ровную поверхность, а на трехчленный рельеф. Теперь часть пыли сползала по склонам валиков на дно падин в дополнение к оседавшей сверху. Так на дне падины и начался рост грунтового столба вслед за валиком, поднимающимся над растущей ледяной жилой. В какой-то момент постоянный ветер и растущие вверх валики стали играть ключевую роль в развитии мамонтовой степи Центральной Арктики.

 

Ледяная степь Арктиды. Откуда «степной скот». Гибель Степной Арктиды, ее осколки

 

Холодный и сухой климат Северной Евразии позднего плейстоцена позволял существовать там «тундростепи», которая стала возможной благодаря в том числе трехчленному сотовому, или полигонально-падинно-валиковому, рельефу. К сожалению, современная теплая эпоха практически полностью уничтожила едомы везде, кроме северо-востока России. Ценность русских едом многократно возрастает в силу того, что это реликт не локального древнего ландшафта Центральной Арктики, а целой гиперзоны трав умеренных и высоких широт от Европы до Аляски. Только в Центральной Арктике и более нигде они вопреки приговору самой природы сумели сохраниться до наших дней.


По каким же законам жила тундростепь? Несмотря на небольшой перепад высот между днищем падины и вершиной валика экологические условия между ними отличались настолько, что на дне увлажненной падины обитали тундровые виды растений, на сухих вершинах валиков произрастала степная злаковая растительность, а склоны с промежуточным увлажнением занимали разнотравно-осоково-злаковые луга. Такое разнообразие растительности на одной территории позволяло развиваться грандиозной мамонтовой мегафауне. Вот и ответ на вопрос первых русских землепроходцев: откуда взялись останки «степного скота» на Новосибирском архипелаге? В конце позднего плейстоцена именно здесь были самые благоприятные условия не только для выживания, но и для процветания мамонтовой фауны. Доказательством тому является практически неиссякаемый поток останков крупных степных животных вместе с символом этого края – степным шерстистым мамонтом.


Но развитие тундростепей и процветание мамонтового комплекса было остановлено на рубеже позднего плейстоцена и раннего голоцена. Величайшую в мире тундростепь постигла ландшафтная катастрофа — потоки теплой воды прорвались под ледяной панцирь Степной Арктиды и, расчленив ее, обрекли на гибель. Ледяные острова были почти полностью съедены волнами северных морей, а остатки влажный климат превратил в болотистую тундру.


Удивительно, как вообще удалось дожить до наших дней островкам ледяных земель. Несколько таких островов растаяли уже на глазах российской цивилизации, оставив легенды о Землях Санникова, Андреева и т.д.


Повышенный фундамент едом и выходы коренных пород, соответствующие Новосибирскому архипелагу, не позволили едомам оказаться ниже уровня поднявшегося моря, что сохранило их в виде островов до наших дней.


Современные процессы размораживания едом впечатляют своими темпами. Огромные массы вытаявшего лёсса, лежащие вдоль берегов, смываются в море, которое в отдельных местах похоже на мутный бульон. Во время мощных штормов от берегов откалываются огромные глыбы, которые быстро тают. Когда-то море наступало на ледяные берега по 3-6 метров в год, теперь — десятки метров в год. При таких темпах разрушения несложно вычислить последний год ледяных земель.


К сожалению, реликтовая позднеплейстоценовая едома является исчерпаемым ландшафтом, обреченным в голоцене на исчезновение. Уникальное геологическое строение в сочетании с законсервированными останками мамонтовой фауны делает ее особо ценным невозобновляемым научным и культурным ресурсом, национальным достоянием и неотъемлемой частью степного наследия Северной Евразии. Обреченные на исчезновение самой природой, эти реликты требуют особого государственного внимания и природоохранной политики, адекватной их ценности.

 

 

Сергей Левыкин - заведующий лабораторией агроэкологии и землеустройства Оренбургского института степи Уральского отделения РАН, доктор географических наук, участник экспедиции РГО "Новосибирские острова-2011"

 

 

*Плейстоцен — эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 млн лет назад и закончившаяся 11,7 тысяч лет назад. Для Евразии и Северной Америки плейстоцен был характерен разнообразным животным миром, в который входили мамонты, шерстистые носороги, пещерные львы, бизоны и т.д. В позднем плейстоцене большая часть существовавшей мегафауны вымерла. («Википедия»)

 

**Лёсс — неслоистая, однородная известковистая осадочная горная порода. Лёсс распространен в Европе, Азии, Сев. и Юж. Америке, преимущественно в степных и полупустынных районах умеренного пояса. Залегает в виде покрова — от нескольких метров до 50-100 м — на водоразделах, склонах и древних террасах долин. (БСЭ)

 

*** Голоцен — современная геологическая эпоха, составляющая последний, незакончившийся отрезок четвертичного (антропогенного) периода геологической истории. Начало голоцена совпадает с окончанием последнего материкового оледенения Северной Европы.

 

Текст: Сергей Левыкин
Добавлено 15 сентября 2014
Share