ДЕГАЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ЭПОХИ ЕЕ ФАКТИЧЕСКОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ НА ТАЙМЫРЕ

Епифанов В.А.

ДЕГАЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

ЛЕДНИКОВЫХ ЭПОХИ ЕЕ ФАКТИЧЕСКОЕ

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ НА ТАЙМЫРЕ

Общеизвестно, что температура воздуха на планете периодически менялась и холодные эпохи, называемые «ледниковыми» (или гляциалами), закономерно сменялись эпохами тёплыми, определяемыми как «межледниковья» (или интергляциалы). Также общепринятым считается, что во время гляциалов в высоких широтах Северного полушария образовывалась многолетняя мерзлота, происходила экспансия льдов и мощных снеговых покровов и накапливались погребённые пластовые и повторно-жильные льды, наблюдалось вымирание крупных и малоподвижных форм фауны, а теплолюбивая флора сменялась холодностойкой. Одновременно с этим в перигляциальных областях формировались лёссовые и лёссовидные толщи. Ледниковые эпохи зафиксированы осадконакоплением.

В это же время на континентах приэкваториальной области устанавливался плювиальный климат, а в морях интенсифицировалось карбонатонакопление. Температура воздуха в Южном полушарии была заметно выше и, за исключением Антарктиды и отдельных горных стран, ледниковые четвертичные отложения здесь отсутствуют. Собственно ледниковые признаки фиксируются лишь только в Северном полушарии.

Исследователей всегда интересовала причина возникновения оледенений. Было создано множество гипотез: солярная, космической и вулканической пыли, дефицита углекислого газа, водородного диспропорционирования, подъема материков, сёрджей, миграции морских течений, безлёдного Северного Ледовитого океана, мигрирующих полюсов и другие. Без малого за 200 лет изучения проблемы было выдвинуто более 200 гипотез, иногда противоречивых в интерпретации авторов [1]. Для наглядности такие гипотезы нами сведены в таблицу.

Астрономическая гипотеза впервые стала доступна широкой научной общественности в 1842 году за авторством Жозефа Альфонса Адемара. Им была высказана идея о возбуждении древних оледенений в результате нарушения закономерного хода обращения Земли вокруг Солнца и дано понятие о роли прецессии в развитии оледенений. Как и другие продолжатели развития астрономической гипотезы, Адемар связывал похолодание климата с уменьшением инсоляции планеты. В том же XIX веке Леверье высчитал, что за последние 100000 лет эксцентриситет колебался от близкого к нулю (почти окружность) до 6 % (сейчас эксцентриситет около 1%), а Джеймс Кролль графически продемонстрировал, что пики максимальных удлинений орбиты имели место около 100, 200 и 300 тысяч лет назад. На последние полмиллиона лет рассчитаны группы повторяющихся астрономических циклов: 100-тысячелетних циклов изменения эксцентриситета околосолнечной орбиты Земли, 41-тысячелетних - изменения наклона оси вращения планеты, 23-тысячелетних главных и 19-тысячелетних второстепенных прецессионных циклов (в таких значениях прецессия оценивалась в XIX веке).

Выполненные М. Миланковичем расчеты показали возможность связи орбитальных изменений вращения Земли с колебаниями уровней инсоляции [2]. Совпадение периодичности оледенений с цикличностью колебаний инсоляции было столь впечатляющим, что между этими явлениями стали видеть причинно-следственную связь. Однако, выделенные по геологическим и биологическим данным аналогичные циклы климатических колебаний регулярно запаздывают относительно астрономических. По этому поводу американские исследователи Хейс, Имбри и Шеклтон опубликовали в журнале «Science» статью «Вариации земной орбиты: метроном ледниковых эпох» [3].

Итак, определилось, что причиной земных оледенений могли быть цикличные модуляции хода вращения планеты, т.е. первопричины были астрономические, но т.к. начало ледниковых эпизодов запаздывало на первые тысячелетия, то непосредственным понижением уровня инсоляции оно объяснено быть не может. При этом, очевидно, что на модуляции орбитального движения Земли должна была реагировать её литосфера, и, в силу свойств твёрдого тела, реагировать с некоторой задержкой. Поэтому искать механизм-причину возникновения оледенений наиболее целесообразно в литосфере, и в частности, в земной коре.

Для выявления реальной земной первопричины возникновения оледенений необходима модель, в которую бы не только вписались основные гипотезы, но и нашла решение совокупность главных проблем ледниковой теории. Укажем лишь на некоторые парадоксальные «проблемные» особенности ледниковых эпох явно не находящие объяснения с инсоляционных и иных современных классических представлений:

1. Похолодания и следующие за этим «оледенения» возникали быстро и являлись биосферными катастрофами, об этом, в том числе, свидетельствуют «мамонтовые кладбища» и отдельные находки практически мгновенно и нацело замороженных и захороненных туш с теплолюбивой растительностью во рту и желудке.

2. «Многолетняя мерзлота» даже в обстановках заснеженности и закрытости территорий ледниками (а ведь это своеобразный термоизолятор!) местами распространилась на глубины более 1,5 км (!!), имеет лоскутный характер, и, как установлено бурением в нефтяных районах над залежами углеводородов (УВ) имеет значительно большую мощность (до сотен метров) чем на окружающей территории.

3. В эти же эпохи резких похолоданий на земной поверхности происходило активное перемещение огромных объемов откуда то мобилизованного обломочного материала размерностью от алевритов до валунов. В гляциальных областях накопление этого материала часто происходило без какой-либо сортировки по гранулометрии и степени окатанности и имело выраженные признаки селевых потоков, и одновременно с этим, к югу от них формировались покровы лёссов – однородной, высокопористой, тонкозернисто-пылеватой осадочной породы мощностью от первых до 200 и более метров. Лёссы плащом покрывали обширные площади водоразделов и их склонов.

4. В гляциальные эпохи одновременно могли происходить и резкое похолодание, и затопление обширных территорий пресными водами. Такая ситуация, например, наблюдается в конце сартанского оледенения (поздневалдайская эпоха, вюрм III). В период 16-14 тыс. л.н. климат в Средней Сибири и на Таймыре менялся от умеренно-холодного до арктического [4], и именно тогда – 16-14 тыс. л.н. – проявился максимум хвалынской трансгрессии в Понто-Каспии («Всемирный Потоп») [5]. Это время экстремальных затоплений, выразившихся в виде сверхполоводий в речных долинах, заозёривания термокарстовыми озёрами междуречий и развитии солифлюкционных процессов на обводнённых склонах. «Речной потоп проявился в виде сверхполоводий …превосходящих по расходам воды современные в несколько (10-15) раз и более…их ареал простирался … и совпадал в основном с регионом распространения многолетней мерзлоты» [5, с. 441-442] (выделено нами).

Все эти проблемы способна объяснить «дегазационная модель возникновения оледенений» [6], которая впервые была доложена на научной конференции в Томском государственном университете в 2003 году [7].

Причиной начала оледенений (запускающим механизмом) является массовая высоконапорная дегазация земных недр, обусловленная релаксацией аномально высоких пластовых давлений в углеводородных, газово-водных и водных залежах. Прямым следствием дегазации является глобальное проявление двух крайне важных для климата эффектов – «дроссельного» и «парникового».

В результате первого из них в высоких широтах континентов, за счет адиабатического расширения газов и охлаждения вмещающих приповерхностных литифицированных пород, на дегазирующих территориях образовывалась мощная криолитосфера. Дегазационный механизм образования многолетнемёрзлых пород обоснован в работе В.И. Бгатова и А.Ф. Ларгина [8], которыми убедительно показано, что только проявление «дроссельного эффекта» способно сформировать криолитосферу в том объёме и виде, в котором она наблюдается ныне. В районах дегазации быстро и существенно менялся состав воздуха, что вызывало миграцию и концентрирование на безопасных территориях крупной фауны, а затем и гибель её от голода или от удушья («мамонтовые кладбища»). Если же в момент дегазации животные находились вблизи источника, то их смерть, заморозка и захоронение происходили практически мгновенно.

Как следствие второго, за счет массового, но скоротечного поступления в атмосферу углекислоты и метана и стока холодного воздуха к экватору, возникал углекисло-метановый «экран». Это приводило к интенсивному испарению океанических вод и увеличению масштаба карбонатного осадконакопления в низких широтах за счёт роста парциального давления CO2, резко увеличившего продуктивность планктона. Перенос влажных воздушных масс из экваториальной области в высокие широты способствовал быстрому накоплению обширных снежных покровов, т.к. выпавший на мерзлые грунты снег уже не таял. Возросшее альбедо земной поверхности способствовало стабилизации похолодания на этих территориях.

Вместе с газовыми струями в атмосферу инжектировалась пыль диспергированных горных пород, и возникал экран для ультрафиолета, что также усугубляло общее похолодание. Под действием центробежных сил в воздушных потоках пыль перемещалась в южных направлениях. Её попутное оседание вместе с атмосферными осадками приводило к «грязным снегопадам» и накоплению в средних широтах лёссовых плащей-покровов [9].

Опережающая газово-струйная дегазация в дальнейшем в ряде случаев сопровождается напорным выбросом огромных объемов воды, способным в изобилии выносить с глубин на земную поверхность разнообразный обломочный материал, в том числе и крупноразмерный весом в первые тонны [10]. В слабо литифицированных осадках современных сейсмически активных областей явления, подобные этому, представлены грязевым вулканизмом. В литифицированных породах процесс протекает несколько иначе, в том числе с «эффектом дросселя». Высоконапорные обильноводные фонтанирующие источники отлагали вблизи своих устьев массу крупнообломочного материала, выносимого как из дренируемого канала, так и из разгружающихся водоносных горизонтов, содержащих обломки подстилающих древних пород, в том числе пород фундамента. В процессе вертикального движения к земной поверхности этот материал в разной степени дробился, истирался и окатывался. Его накопление в селевых потоках способно создавать формы типичного «ледникового аккумулятивного ландшафта».

В зависимости от масштаба насыщенности вод газами могло происходить как свободное излияние водных потоков, так и их замораживание с образованием наледей и ледяных покровов, насыщенных несортированным обломочным материалом. Очевидно, что в это же время образовывались и многочисленные обширные подпрудные водоёмы. Таким образом, на территориях дегазационного формирования многолетнемёрзлых пород в изобилии накапливался разнородный (в том числе и «чужой») обломочный материал, а сами эти территории во время резкого похолодания становились областями экстремальных сверхпаводков и затоплений.

Итак, в единой дегазационной модели в основном находят объяснение все отмеченные нами «проблемы», «парадоксы» и «странности» ледникового периода. Из модели также следует, что формирование обширных ледниково-снежных покровов происходило, но это были ледники локальные и пассивные, залегающие без движения. Возможность проявления типичных экзарационных процессов была сведена к минимуму, и если эти процессы и имели место, то были локально представлены лишь гравитационными ледово-каменными оползнями. Вытаивающий из них обломочный материал формировал типичные «ледниковые осадки и формы рельефа».

Окончание ледниковой эпохи сопровождается (обусловлено?) разрушением залежей газогидратов и потеплением климата за счёт длительного парникового эффекта. Эти процессы возрастают экспоненциально.

Все изложенные выше теоретические разработки в разном виде и объеме нами представлялось на различных Всероссийских и Международных научных совещаниях, конференциях, симпозиумах, публиковалось в печати (более 30 работ). Но это были разработки теоретические, и у оппонентов всегда возникал резонный вопрос о примере проявления подобных напорных дегазационных процессов. До недавнего времени ответа на него не имелось.

Однако в апреле-мае 2014 года произошла цепочка событий позволившая верифицировать модель на конкретных природных объектах. Случилось так, что Владимир Ростиславович Скляров (г. Дудинка) принес несколько фотографий Андрею Павловичу Романову (г. Красноярск), а последний отправил их по электронной почте мне в г. Новосибирск. На этих фотографиях представлено круглое отверстие (взрывная воронка) диаметром около 4 и глубиной около 100 м (фото 1,2), окруженная вывалом глыб льда и горных пород (фото 3,4). 

Фото 1                                                                           Фото 2

Фото 3                                                                      Фото 4

Воронка была найдена в носковской тундре в апреле 2013 года жителями пос. Носок Сергеем Дмитриевичем Лапсуем и Станиславом Вэйдовичем Яптунэ. Ими же она была сфотографирована и измерена. Именно эта находка стала первым фактом-информацией подтверждающей реальное существование в природе процессов, положенных в основу нашей дегазационной модели оледенений. Естественно, что возникло непреодолимое желание посетить место взрыва и по возможности наиболее полно его изучить.

Между тем, уже в первые летние месяцы, в СМИ и в Интернете, появилась информация об обнаружении в Ямало-Ненецком национальном округе на полуостровах Ямал и Таз двух новых воронок диаметром 60 и 16 м («Бованенская и Тазовская воронки», фото 5 и 6). 

Фото 5 и 6

Газо-взрывное их происхождение сомнений почти ни у кого не вызывает, а для «тазовской» воронки указывается, что ее образование 27 сентября 2013 года наблюдали жители пос. Антипаюта отметившие, что сначала образовалась туманная дымка, затем произошло сотрясение земли, за которым последовала вспышка. Из СМИ имеются данные о том, что «Бованенская воронка» уже активно заполняется водой и скоро превратится в очередное круглое глубокое северное озеро, из которого вытекает мелкая речушка.

Таким образом, отметим утвердительно: взрывные газовые выбросы происходят. Пока это единичные случаи и разовые находки. Но не присутствуем ли мы сейчас при начале нового периода активизации земных недр, при котором такая напорная газовая дегазация станет массовой? О том, что в четвертичное время подобные процессы были крайне широко проявлены, свидетельствуют десятки (может быть и сотни) тысяч мелких озер распространенных по всему Северу России.

Однако, вновь обратимся к первой воронке - воронке обнаруженной на Таймыре, и названной нами «Дерябинской», поскольку выброс газа (а вместе с ним и горных пород) произошел вблизи Дерябинского газоконденсатного месторождения.

Было понимание того, что за прошедшее время (более года) таяние «вечной мерзлоты» внесло существенные изменения во вновь образованный ландшафт, вывалы горных пород оползли в воронку, а сама она, вероятно, заполнилась водой и уже представляет собой небольшое в диаметре, но очень глубокое озерцо. Каждый прошедший день уничтожает следы этого уникального события, необходимо было срочно ехать на этот уникальный объект, но ..

В ФГУП «СНИИГГиМС» такая тематика не ведется, и соответственно целевых ассигнований на дальнюю поездку из Новосибирска в носковскую тундру не имеется. При этом нет знакомых и коллег в г. Дудинке … Как всегда, найти правильное решение помог совет доброго друга. А.П. Романов посоветовал мне обратиться в Таймырский краеведческий музей, и именно к его директору Ольге Павловне Корнеевой секретарю Таймырского местного отделения Красноярского краевого отделения Русского географического общества (РГО), за содействием, присовокупив, что здесь работают не только отличные специалисты, но и истинные краеведы по призванию. Андрей Павлович не ошибся. В музее я нашел понимание, сочувствие и поддержку. Генеральный директор института Аркадий Сергеевич Ефимов аргументацию необходимости ревизии объекта сразу воспринял, поездку одобрил и из своего фонда выделил на нее средства. Музей, в лице заместителя директора Лейлы Александровны Ландиной, встретил меня в аэропорту Алыкель, и сразу помог решить бытовые вопросы в г. Дудинке. Коллектив Музея добрым вниманием и разнообразной помощью оказал бесценную поддержку.

Предварительная переписка дирекции института с руководством Таймырского Долгано-Ненецкого муниципального района создала предпосылки к тому, что Глава района Ильдар Иргашевич Джураев (он же и Председатель местного отделения РГО) и руководитель Администрации района Сергей Александрович Ткаченко реально оценили проблему и сделали соответствующие распоряжения Управлению по делам ГО ЧС. Обсуждая в г. Дудинке проблему самопроизвольных газовых взрывных выбросов, достаточно быстро удалось найти взаимопонимание с руководящими работниками Управления Вадимом Валерьяновичем Жигульским и Владимиром Анатольевичем Змиенко, и благодаря их содействию, принять участие в учебно-спасательных мероприятиях, запланированных в районе места газового выброса. Передвижение к месту взрыва осуществлялось на трех видах транспорта.

Первая часть пути (до бывшего пос. Дерябино) на хорошо оборудованном судне «Сириус», в теплой каюте, под неусыпным контролем и заботой членов основного экипажа (капитан А.Н. Разумейко, помощник капитана А.П.Устинов, механик В.Г.Гончар) проходила комфортно даже при «свежем ветре». В поселении Носок поездка к месту взрывной воронки обсуждалась с местным активом во главе со Снежаной Александровной Тэседо. Было принято несколько решений и определена кандидатура сопровождающего группу местного жителя, хорошо знающего носковскую тундру. Как выяснилось впоследствии, все решения были верными, а проводник Вынса Нахаливич Яр оказался именно тем человеком, помощь которого и определила конечный положительный результат экспедиции.

Вторая часть пути от пос. Дерябино до среднего течения р. Монгоче (более 150 км) проходила на моторных лодках в погодных условиях приближенных к экстремальным. В этом этапе учебных мероприятий принимали участие спасатели 2 класса Аварийно-спасательной службы ГО и ЧС Дмитрий Владимирович Эккерт и Федор Александрович Воронков (фото 7), в дальнейшем обеспечивавшие и маршрутные работы по р. Монгоче (на снимке слева-направо: Дмитрий Эккерт, Вынса Яр и Федор Воронков).

Фото 7

Третья часть пути к месту расположения воронки (более 12 км к северу от лагеря на р. Монгоче) осуществлялась посуху. Как бы одобряя этот маршрут, впервые за все время установилась (к 11 часам утра) хорошая солнечная погода и приутих ветер. На снегоходе и нартах Вынса Яр быстро и точно доставил автора и необходимое снаряжение к месту. Как и ожидалось, воронка (см. фото 1-4) за полтора года превратилась в котлован, частично заполненный водой (фото 8). 

Фото 8

Спуститься в котлован, стенки которого постоянно истекают талой водой и обваливаются, не позволяли инструкция организаторов учений и экипировка, поэтому все выполненные замеры имеют приблизительный характер.

Диаметр котлована составляет около 65-70 м, высота южной стенки ~ 6 м, а северной — около 10 м. Глубина образовавшегося озера у южного края достигает 18 м, у северного — около 12 м, вероятно, что в центральной части котлована она более значительная. Таким образом, за два летних сезона, в результате таяния многолетней мерзлоты и обрушения (оползания, размыва) стенок воронки, ее диаметр увеличился более чем в 15 раз, а глубина уменьшилась на 3/4. Округлая форма вновь образованного озера характерна для подавляющего большинства небольших озер Таймыра, Ямала и других северных регионов России, а крутые борта типичны для многих приводораздельных водоемов.

Интересным оказалось и место образования воронки-котлована. Оно располагается в нижней части пологого склона возвышенности (тригопункт с абсолютной отметкой 68 метров располагается в 1,2 км юго-восточнее) переходящей к югу в небольшое озерцо размером около 120 х 180-200 м (фото 9). Это озерцо является озером-истоком левого безымянного притока р. Ярседе (левого притока р. Монгоче), включающего систему мелких округлых озер, расположенных либо в русле водотока, либо являющихся истоками впадающих в него мелких ручьев.
 

Фото 9

Глубина озерца в центральной части составляет 1,5 м, а у северного (обращенного к воронке) берега достигает 5 м. Озеро и котлован в настоящее время разделены неширокой (менее 10 м) перемычкой из оттаивающих и осыпающихся пород. Очевидно, что за 1-2 летних сезона перемычка разрушится, южная стенка котлована будет размыта, а заполняющая его вода сброшена в озерцо. В результате может быть образовано единое озеро сложной конфигурации с обрывистым северным бортом, на первых этапах развития по форме подобным кару. Либо будет сформирована группа из двух небольших озер, соединенных между собой небольшой протокой.

Подобных озерных систем на Таймыре множество. Группы из 2-3 и более небольших водоемов соединяются между собой и сливаются в единую сложно построенную гидросеть, формирующую озерно-проточный тип северной тундры. Преобразование взрывной воронки в котлован, а затем и в озеро дает бесценный пример реально существующих, и проявляющихся в настоящее время процессов формирования современных северных ландшафтов. По-существу речь идет о новой модели формирования рельефа, что, безусловно, представляет интерес для нескольких подразделов географии - геоморфологии, озероведения, геоэкологии, ландшафтоведения и т.д.

Наблюдение за развитием «Дерябинской воронки» дает весьма ценный фактический материал не только для понимания процессов образования мезоформ рельефа и формирования озерных систем. По нашему мнению именно этот Природный Объект, вкупе с данными по формированию «Бованенской» и «Тазовской» воронок, может (и должен!) стать отправной точкой для постановки специальных научных исследований и дальнейшего развития авторской модели резкого изменения климата в результате массового напорного выброса газов в атмосферу. Самопроизвольные выбросы и взрывы газов являются локальными катастрофами и создают чрезвычайные ситуации. До сих пор гибели людей и каких-либо разрушений связанных с подобными взрывами не происходило. Но нужно ли ждать катастрофы чтобы выявлять их причины?! Актуальность угрозы и необходимость постановки специализированных исследовательских работ уже вполне очевидна.
 

Литература

1. Чувардинский В.Г. Букварь неотектоники. Новый взгляд на ледниковый период. – Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2006. – 85 с.

2. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебания климата. – Л.: ГОНТИ. – 1939. – 207 с.

3. Имбри Дж., Имбри К. П. Тайны ледниковых эпох. – М.: Прогресс, 1988. – 263 с.

4. Волкова В.С., Хазина И.В. Палеоклиматическая шкала плейстоцена Средней Сибири и Таймыра // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Материалы VI Всерос. совещания по изучению четвертичного периода. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. – С. 126-128.

5. Чепалыга А.Л. Эпоха экстремальных затоплений (ЭЭЗ) как проявление «Всемирного Потопа» в Понто-Каспийском бассейне // V Всерос. совещание по изучению четвертичного периода «Фундаментальные проблемы Квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Материалы совещания. –Москва, ГИН РАН. – 2007. – С. 441-443.

6. Епифанов В.А. Дегазационная гипотеза возникновения глобальных оледенений // Вопросы географии Сибири: Сборник статей. – Томск: ТГУ, 2006. – Вып. 26. – С. 81-90.

7. Епифанов В.А. Дегазация недр и развитие оледенений в связи с вращением Земли // Проблемы геологии и географии Сибири: Материалы научной конференции. Т. IV. – Томск: Изд-во ТГУ, 2003. – С. 44-47.

8. Бгатов В.И., Ларгин А.Ф. Происхождение многолетнемерзлых пород // Советская геология. – 1990. – № 8. – С. 102 -108.

9. Епифанов В.А. Дегазационная гипотеза образования лёссов // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезисы: Материалы Всерос. конференции. – М.: ГЕОС, 2008. – С. 160-163.

10. Иванчук П.П. Гидровулканизм в осадочном чехле земной коры. – М.: Недра, – 1994. – 158 с.