Стандартным вариантом взаимодействия воды и льда является привычная нам картинка: внизу любого водоёма располагается более плотная и более тёплая вода, в то время, как сверху плавает более лёгкий и холодный лёд. Однако такая привычная нам картинка может нарушаться а то и переворачиваться с ног на голову, если и ледник, и окружающая его вода имеют громадные размеры, сравнимые с размером островов, гор, а то — и отдельных небольших континентов.
Голубая Река, текущая в Гренландии поверх ледника Петерманн.
Тогда вода может растапливаться и течь поверх ледников, либо же копиться за ледяными стенами и дамбами, потом прорываясь разрушительными наводнениями, как это происходило на северо-западе нынешних США, гда ледниковые озёра Миссула и Колумбия с периодичностью в 40-80 лет затапливали добрую половину сегодняшнего штата Вашингтон.
Однако, даже сила тех ледниковых, но регулярных потопов меркнет перед теми событиями, которые происходили в период перехода от последнего оледенения к нынешней тёплой эпохе голоцена.
Начало голоцена воистину стало «временем катастроф», когда уже во многом исторические народы и общности внезапно попадали «под раздачу» и получали на орехи от тающего льда и внезапно освободившейся от его оков воды. Которая часто оказывалась совсем не там, где её хотели видеть древние люди конца мезолита и начала неолита, в период 10-6 тысяч лет тому назад.
В момент последнего ледникового максимума, произошедшего в период 28-20 тысяч лет тому назад, вся территория севера Евразии и Северной Америки была закрыта практически сплошным ледниковым щитом, часть которого представляла из себя континентальный, а часть — шельфовый ледник.
Карта оледенения последнего ледового максимума приводится по книге признанного авторитета в области палеогляциологии — Михаила Григорьевича Гросвальда «Оледенение Русского Севера и Северо-Востока в эпоху последнего великого похолодания». Синим раскрашена площадь, которую занимал шельфовый, континентальный и горно-покровный ледниковый комплекс северного полушария, шриховкой (1) — свободная от льда поверхость Мирового Океана, штриховкой (2) — континентальные ледниковые озёра.
Как видите, в районе времени 28-20 тысяч лет тому назад площади евразийских ледниковых озёр, образованных за счёт запертого стока Оби, Енисея и Иртыша, были громадны, а в районе нынешней Западно-Сибирской равнины запруженный сток этих рек даже образовал громадное Западно-Сибирское ледниковое озеро.
В отличии от ледниковых озёр Северной Америки, которые за счёт прорыва непрочных ледяных стен на краю ледника и периодического сброса накопленной воды в широтном направлении, Западно-Сибирское ледниковое озеро было лишено такой возможности — никакого давление воды в основании ледяной стены вдоль южного побережья Северного Ледовитого океана не хватало, чтобы пробить несколько сот километров ледяного панциря, да ещё и поднимавшегося в районе побережья до высоты в 2000 метров.
В итоге к середине последнего ледникового максимума объём накопленного стока в Западно-Сибирском ледниковом озере стал настолько велик, что избыточная вода из него прошла через Тургайскую долину на Туранскую низменность, в центре которой сегодня располагается Аральское море.
Свободный объём Аральского моря был очень быстро исчерпан, после чего ледниковая вода через Сарыкамышскую впадину, в центре которой сегодня находится остаточное горько-солёное Сарыкамышкое озеро, заполнив её до отказа, потекло по ныне высохшему руслу Узбой, которое и вывело воду ледникового озера в Каспий:
Сегодня бывшее русло Узбоя наполняет только дождевая вода.
Однако, к концу последнего ледникового максимума уже стало не хватать и объёма существующей впадины Каспия. Через Кумо-Манычскую впадину воды из Каспия попали в Азовское море, тогда скорее представлявшее собой болотистую местность в низовьях Дона и начали наполнять пресной водой впадину Чёрного моря:
В нынешнем виде Кумо-Манычский проход тоже маловоден, а остатком прошлой роскоши вплоть до начала преобразования Кумо-Манычской впадины в ХХ веке, вылившейся в строительство оросительных каналов и водохранилищ, являлось горько-солёное озеро Маныч-Гудило, которое тоже оказалось немного «не в сюртуке» для своих современных, весьма скромных размеров:
Обрывистый берег озера Маныч-Гудило и его сегодняшний уровень воды.
Дальше Чёрного моря в ледниковую эпоху водам Западно-Сибирского ледникового озера было течь некуда: в то время пролив Дарданеллы к югу от Мраморного моря ещё представлял собой единую горную систему и тогдашнее пресноводное озеро на месте нынешнего Чёрного моря не сообщалось со Средиземным морем.
Итогом такого затопления ледниковой водой стал значительный подъём уровня внутренних бессточных бассейнов: Каспийское море с его начальных -140 метров от уровня Мирового Океана поднялось за счёт ледниковой воды до уровня +50 метров (Хвалынский бассейн), а пресноводное Чёрное море (Новоэвксинский бассейн) поднялось с начальных -100 метров до -50 метров от уровня Мирового Океана.
Возможно, развивайся оледенение и дальше, Каспийское и Чёрное море поднялись бы и намного выше, но около 15 000 лет назад постепенное, но постоянное повышение температур начало-таки плавить общеевразийский ледник.
Впрочем, как я сказал в прошлой части рассказа о последнем оледенении — до сих пор единого мнения о крайней южной границе пан-евразийского ледника так и нет, что и определяет суть дискуссий палеогляциологов («Был ли МКАД большим островом?»;) о возможных границах «великого плейстоценового потопа».
Так, например, до сих пор не решён вопрос о запирании стока Лены, что определяет прошлое Берингии и примыкавшей к ней обширной территории Чукотки и Колымы.
Данная, «классическая» вплоть до начала 1990-х годов реконструкция максимума последнего оледенения, например, ставила под вопрос даже запирание русла Енисея, которое сейчас мыслится практически 100% вероятным.
Однако, начиная с 1990-х, массив новых фактических данных, которые начали поступать в том числе и из наименее доступных регионов русского крайнего севера, начали расшатывать классическую модель оледенения и даже накапливать данные, ужесточающие модель Гросвальда, отличающуюся от классической модели в более «жёсткую» сторону.
Так, в 1994 году в результате полярных экспедиций российского учёного Томирдиаро были открыты остатки ледяной дамбы в районе полуострова Таймыр и существующего устья Лены:
Чёрным цветом показаны остатки ледяной дамбы у устья Лены и на прилегающих территориях по состоянию на сегодняшний день.
Учитывая эти новые данные, в 2000-х годах возникли несколько реконструкций состояния времён последнего ледникового максимума, которые оказались гораздо более катастрофическими, нежели даже построения Гросвальда. Эти реконструкции рисуют для максимума последнего оледенения гораздо более апокалипсическую картину, в которой и в самом деле «Москва— это остров» (наряду с Уралом и с Великим Новгородом), а затопленными оказываются не только Астрахань и Ростов-на-Дону, но и Киев, и Воронеж — тогда якобы под водой оказалось всё на территории центральной Евразии, что лежало ниже +200 метров от современного уровня Мирового Океана. Масса пресной воды на евразийском континенте в рамках таких реконструкций оказывается просто громадной — речь может идти о объёмах пресной воды, составляющих около трети объёма нынешнего ледового панциря Антарктиды (не менее 10 000 000 км3). Однако, как я уже написал, до сих пор точный объём такого гипотетического Евразийского Океана так и не определён и вокруг этого вопроса и идёт сейчас основная научная дискуссия.
В целом точно также выглядит неопределённой и точная дата прорыва всех этих масс накопленной пресной воды в Мировой Океан.
Понятно, что за концом последнего ледникового максимума (около 20 тысяч лет тому назад) вплоть до столь же холодного позднего дриаса (12,5-11,5 тысяч лет тому назад) находится около семи с половиной тысяч лет более-менее тёплого периода, первой тёплой фазой которого стало так называемое мейендорфское потепление, начавшееся около 14 500 лет тому назад.
Судя по всему, именно во время мейендорфского потепления и произошёл первый сброс холодной пресной воды из Евразийского Океана в Северный Ледовитый.
И вот тут у нас возникает интересный вопрос: является ли сброс пресной холодной воды в океанические воды северного полушария фактором, тормозящим потепление — или же ускоряющим дальнейшие события фактором?
Первая картинка, приведенная в заглавии текста, показывает нам «неправильную» картинку: вода, текущая по сплошному ледовому покрову.
Столь же «неправильна» с точки зрения обыденного здравого смысла картинка ледниковой циркуляции воды в северном полушарии в момент наступления ледникового периода: холодная вода Северного Ледовитого океана течёт поверх тёплой воды из Атантики, которую приносит с собой теплое течение Гольфстрим. В общем, ситуация получается обратной ситуации с бытовым чайником, который закипает именно за счёт быстрого подъёма теплой, нагретой воды к поверхности (рекомендую как-нибудь постараться закипятить воду бытовым кипятильником, расположенным на поверхности воды в кастрюле).
С чем это связано?
Всё дело в том, что вода в Атлантическом Океане не только более тёплая, но ещё и более солёная, в силу чего даже сейчас севернее определённой точки (сегодня это пролив Фрама) атлантическая вода как бы «ныряет» под лёгкую, значительно опреснённую воду Северного Ледовитого океана:
Текущая картинка солёностей Северного Ледовитого океана.
Солёная вода всегда более плотная, чем пресная при одинаковой температуре. Так, повышение солёности воды на один промилле (%o) вызывает повышение её плотности на 0,7 кг/м3, а повышение температуры от 0 °C до 20 °C уменьшает её плотность на 1,6 кг/м3. То есть, условно говоря, «чуть больше двух промилле» меньшей солёности воды всегда можно сменять на «двадцать градусов» подъёма её температуры.
В результате взаимодействия двух этих разнонаправленных процессов циркуляция океанических течений в северном полушарии находится в двух вариантах квази-устойчивого равновесия, характерных для ледникового и тёплого периодов:
Ледниковая, «перевёрнутая» циркуляция. Холодная, но пресная вода Арктики отсекает Гольфстрим от Северного Ледовитого океана, заставляя его сбрасывать тепло в средних широтах.
Современная циркуляция. Гольфстрим доходит до берегов Гренландии и Шпицбергена, передавая тепло атмосфере в этих высоких широтах.
В результате вышеизложенного становится понятен и механизм входа и выхода северного полушария в период оледенения. При начале оледенения, которое вызывается внешними климатическими факторами (например, снижением солнечной активности) происходит «запирание» Гольфстрима плавучими льдами, которые резко снижают передачу тепла атмосфере в высоких широтах. Нет тепла — нет испарения влаги и, как следствие, в Северном Ледовитом океане начинается процесс опреснения его приповерхностных слоёв, как и за счёт отсутствия испарения, так и за счёт пока ещё продолжающегося стока евразийских рек в Северный Ледовитый океан.
Тут же в процесс включается и альбедо снега и льда — солнечная энергия просто отражается от белой поверхности, улетая назад в космос и не нагревая Арктику.
По мере развития оледенения сток северных рек всё более перекрывается и, в результате медленных процессов за счёт перемешивания воды и за счёт постепенного накопления громадных количеств пресной воды на континентах — солёность Мирового Океана растёт и понемногу подтягивает к себе солёность Северного Ледовитого океана.
В конце-концов их солёности на конец ледникового периода практически выравниваются — и Гольфстрим наконец-то прорывается в высокие широты, где уже может растопить лёд и вызвать потепление в северных широтах.
А вот сброс пресной воды из Евразийского Океана должен временно останавливать этот процесс, так как снова опресняет Северный Ледовитый океан и заставляет Гольфстрим снова нырять в его глубины. Что мы и видим на протяжении периода 15 000-12 500 лет тому назад: температуру на Земле буквально «колбасит», когда каждый следующий прорыв ледниковой дамбы в Евразии вызывает очередное оледенение, но общий процесс потепления снова начинается по истечении 500-1000 лет. Ну и, конечно же, дополняет опреснение Северного Ледовитого океана и таяние самого ледника — из-за рельефа Евразии, наклонённого в сторону севера, вся растаявшая из льда вода тоже неизбежно попадает в Северный Ледовитый океан.
После мейендорфского потепления следует древнейший дриас (похолодание), который сменяется бёллингским потеплением, после чего снова следует короткое похолодание — древний дриас, сменяющееся снова аллёрдским потеплением, после чего следует последний ледовый удар позднего дриаса, после чего климат окончательно переходит в тёплый голоцен.
К концу позднего дриаса евразийский ледовый щит уже окончательно разрушен и вся пресная вода из Евразийского Океана (до 10 000 000 км3) спущена в Мировой Океан. Но ещё один удар похолодания приходит с североамериканского континента: там сложилась аналогичная ситуация, где отступающий понемногу ледник образовал громадную бессточную котловину, тоже закрытую с севера огромной ледовой стеной, расположенной на месте нынешнего Гудзонова залива и северной части Канады.
Тут, в отличии от Евразии, реки текут не с юга на север, а скорее — на восток и на запад, в силу чего ледник запирал только часть стока, который к тому же, по образу и подобию ледникового озера Миссула, часто прорывался в виде периодических катастрофических наводнений в Тихий и в Атлантический океан.
В результате этого процесса основная масса ледниковой воды скопилась в достаточно небольшом по сравнению с Евразией озере Агассис, которое отступало вместе с ледником на север и имело в себе на пике своего размера «всего лишь» около 163 000 км3, но что примерно соответствует объёму сегодняшнего, весьма немаленького Каспийского моря.
Общая площадь, занимаемая озером Агассис в различные времена ледового периода, включала в себя территорию от Великих Озёр на юге и вплоть до Большого Медвежьего озера на севере.
Озеро Агассис перед окончательным прорывом ледовой дамбы, ограждавшей озеро от будущего Гудзонова залива.
Последний, самый катастрофический прорыв озера Агассис в Гудзонов Залив случился около 8 500 лет тому назад. В конце-концов, на фоне продолжающегося потепления начала голоцена, ледяная дамба в Северной Америке не выдержала, как это случилось и в Евразии за семь тысяч лет до этого — и воды «последнего бронтозавра» ледникового периода, озера Агассис, рухнули в Мировой Океан.
Однако это не смогло остановить глобального потепления — прорыв Агассиса задержал голоцен всего на 200 лет, в то время, как Евразийский Океан, судя по всему, боролся с потеплением целых 5000 лет.
Так и закончилась история последнего льда на планете Земля.
Оригинал
