Материалы Всероссийской научной конференции «Поздне- и постгляциальная история Белого моря: геология, тектоника, седиментационные обстановки, хронология»: сборник статей

Субетто Д.А.1, Никонов А.А.2, Шварев С.В.3,
Зарецкая Н.Е.4, Гурбич В.А.5, Потахин М.С.,
Полещук А.В.6, Греков И.М.

Роль природных катастрофических событий в формировании природной среды региона в послеледниковое время не вызывает сомнений. В ряду таких событий – перестройки гидрографической сети и водного режима на огромных территориях, связываемые обычно с медленными тектоническими движениями, обусловившими неравномерное поднятие территории после отступания ледника и снятия ледниковой нагрузки. В качестве альтернативы традиционному подходу, в последние годы разработана новая концепция [Никонов, 2017] – расмотрение, помимо длительной, эволюционной составляющей, редкие сейсмотектонические пароксизмы с перестройками гидрографической сети и водного режима, сопровождаемые кардинальными изменениями природной среды [Никонов и Шварев, 2015; Никонов, 2017; Никонов и др., 2017]. Новый подход предопределен двумя факторами: 1) огромной площадью и сложностью гидрографической среды в регионе и 2) выявлением при специальных исследованиях проявлений в регионе в течение всего голоцена мощных сейсмических возмущений. В последние десятилетия в регионе удалось сначала обнаружить, а затем обосновать и параметризовать крупные сейсмотектонические подвижки при мощных землетрясениях в голоцене, в ряде случаев сопровождавшиеся цунами. При высокомагнитудных, М≥6,0, I≥VIII–IX баллов, событиях моментально нарушалось равновесие земной коры, разрывы и перемещения по ним на метры меняли рельеф и отражались в ландшафтах. Мощные землетрясения порождали крупные цунами в местных бассейнах. Обнаружение таких реалий заставляет, вместо принимавшегося a priori и принимаемого по традиции (без анализа) варианта преодоления порога стока крупных бассейнов – простым переливом, искать признаки и анализировать и другие варианты, а именно перехлест, прорыв, т.е. рассматривать не только медленные, длительные изменения элементов гидросреды, но и драматические перевороты в ней.

Объектом исследования является крупнейшая Онежско-Ладожская гидрологическая система. Изучаемый период определяется средним-поздним голоценом, охватывая последние примерно 7 тыс. л. Способ исследования включает анализ свойств, масштаба, возраста, последовательности и взаимосвязи выдающихся по силе пароксизмов – землетрясений, цунами, сокрушительных водных валов через пороги стока, по каналам стока (причина – цепь процессов – следствия). Конечной задачей ставится выяснение механизма событий, их кардинальных воздействий на природную среду. Узловые участки для исследования – зоны крупнейших перестроек гидрографической сети, пространственно сопряженные с выделенными на территории Восточной Фенноскандии и параметризованными сейсмолинеаментами [Никонов и Шварев, 2015]. Ныне в каждом сейсмолинеаменте, а на крупнейших из них – в каждом секторе линеамента, установлено по несколько мощных землетрясений прошлого не только в позднеледниковый период, но и в голоцене, включая и поздний голоцен, вплоть до последних 0,5 тыс. лет. Ключевыми в данном исследовании выбраны участки: исток р. Вуоксы из оз. Сайма (1), исток р. Свирь из Онежского озера (2) и исток р. Невы – из Ладожского озера (3).

Участок 1. Изменение стока вод из Сайменской водной системы в сторону ЛО вместо прежнего стока в Финский залив датировано 5,7 тыс. л.н. кал., и оно рассматривалось как следствие медленного перекоса земной коры в виде спокойного перелива через гряду Сальпаусселька I, как в работе предложившего такой механизм Я.Седерхольма [Sederholm, 1897], так и в позднейших [Saarnisto, 1970]. «Поднимающиеся воды [озера Сайма во время трансгрессии, начиная с 8 тыс. л. н. ¹4C] прорвали гряду [Сальпаусселька I], и таким образом возникла река Вуокса, а ниже по течению и крупная стремнина Иматры» [Saarnisto,1970, p. 59]. Но такое толкование не объясняло некоторых, уже тогда известных особенностей на участке прорыва. На основании ряда косвенных данных А.А. Никонов предположил прорыв сайменских вод по прорану – сейсмотектоническому рву на участке порогов Иматры, порожденному сильным землетрясением, что получило подтверждение при обследовании летом 2016 г. [Subetto et al., 2017]. В ныне сухом (после постройки плотины в 1936 г.) русле р. Вуоксы на участке порогов у ее истока обнаружена система расколов и смещений в скальных породах, определяемая как сейсмодислокация. Свежесть бортов и граней трещин (в русле!) свидетельствует об их молодости. На правом борту обнаружен продольный открытый субвертикальный разрыв с латеральным смещением крыльев до первых десятков см, а на левом – поперечные трещины, сопровождающие блоковые подвижки и дробление коренных пород вдоль русла. Этот комплекс деформаций определяет морфологию ансамбля сдвигового послеледникового сейсмогенного обновления древней разломной зоны. Кроме разрывов в коренных породах наблюдаются и сейсмогравитационные проявления. Интенсивность местного землетрясения 5,7 тыс. л.н. кал. определена в VIII–IX баллов. За ним следовали сильное цунами и внезапный прорыв озерных вод по небольшой ложбине Вуоксениска и единовременный спуск уровня оз. Сайма на 2–2,5 м [Saarnisto, 1970]. Внезапная смена направления стока вод обширной Сайменской системы с ЮЗ, в Финский залив, на ЮВ, в Ладогу, положила начало Ладожской трансгрессии – одному из главных палеогеографических процессов в голоцене в обширном регионе.

Участок 2. На юге Онежского озера геологическими и археологическими исследованиями Б.Ф. Землякова [Земляков, 1940] и В.И. Равдоникаса [Равдоникас, 1940] еще в конце 30-х гг. ХХ века в истоке р. Свирь установлены признаки необычных палеогеографических событий. Основным тогда считалось обнаружение неолитических местонахождений и, главное, разнос артефактов по левобережью вниз по течению р. Свирь на 0. 7 км, а, вообще, – перемыв и переотложение артефактов от истока р. Свирь вниз по ее течению на 60–90 км. «Вода, перемывшая здесь культурные отложения в их первоначальном залегании, уничтожила следы самих жилищ, выровняла рельеф, унесла уголь с золой, также костные остатки и др.» [Равдоникас, 1940, с. 204]. Столь далекие перенос и переотложение таких артефактов, как керамика, невозможно объяснить переносом водами обычно спокойно, даже в периоды высокой воды в озере, изливающейся из Онежского озера р. Свирь. Все выявленные признаки переотложения потоком указывают на его необычайную мощность, стремительность, а также на внезапность возникновения и непродолжительность. Мощный внезапный накат – это вал мощного, внезапно возникшего в озере цунами. Подобные цунами, в свою очередь, не возникают без сильных, разрушительного характера, I≥VIII–IX баллов, землетрясений. Такие землетрясения голоценового возраста исследованы карельскими специалистами в северной части Онежской котловины (А.Д. Лукашов, А.П. Журавлев, И.М. Экман). Возможное время катастрофического события определяется с одной стороны возрастом переотложенных артефактов, который установлен по региональному сходству археологических находок на Свири [Равдоникас, 1940] и Ладожском озере [Иностранцев, 1882] в интервале 7,5–3 тыс. л.н. [Никонов, 2008; Никонов и Лийва, 2015]. Установленный возраст сейсмических событий в северной части Онежского бассейна по СПА спектрам (начало Sв) и по ¹4С (~4,7 тыс. л.н. и 5,3 тыс. л.н. кал.) сужает искомый интервал до 5,3–4,7 тыс.л.н. кал. С этими данными согласуется обнаружение следов мощного волнового воздействия на песчано-галечные отложения в основании низкой террасы Онежского озера на юго-западном побережье, с ИК-ОСЛ датой 4,5+/–0,4 т.л.н. (RLQG 2506-058) [Shvarev, 2018]. Мощное землетрясение на севере Онежского озера, сопровождаемое обширным цунами на юге, перехлест всеразрушающего водного вала из озера в долину верхнего течения р. Свирь и по ней – все эти события экстремальны, импульсны, т.е. отражают региональный природный пароксизм.

Участок 3. Вопрос о переходе Ладожского бассейна из стадии бессточного, в течение ладожской трансгрессии, в сточный в ее конце, обсуждался на протяжении ста лет. Ныне, на основе комплексного изучения уровней и разрезов по периферии Ладожского озера, с набором датировок по ¹4С, обоснованным признано резкое начало спуска уровня Ладожского озера (прорыв Невы) 3,1–3,0 л.н. [Saarnisto, Grönlund, 1996; Субетто, 2009; Никонов, 2017]. Начиная с первых работ cкандинавских исследователей (G. De Geer; J. Ailio), речь шла о переливе вод озера через порог стока вблизи нынешних Ивановских порогов за счет послеледникового, постепенного, но неравномерного в пространстве, с перекосом к ЮВ, поднятия всего ЮВ фланга области оледенения. Представление о спокойном переливе вод озера в ходе ладожской трансгрессии не раскрывает механизма события и несостоятельно уже потому, что уровень Ладоги в максимум ЛТ достигал 15(16) м, тогда как порог стока находился на 2–3 м выше. Перелив и последовавший быстрый спуск вод Ладоги мог осуществиться только при сильном, внезапном и скачкообразном возмущении водных масс озера и их мощном боковом натиске в горловину залива, с превышением озерного уровня не менее, чем на 5 м. Это был моментальный прорыв, породить который могло только мощное цунами в узком дефиле [Никонов, 2008]. Временем, совпадающим с прорывом Невы, теперь датируется мощное сейсмическое событие в бассейне с эпицентром у западного побережья [Никонов и Шварев, 2015]. Едва ли не решающим аргументом в пользу признания возникшего в это время в бассейне катаклизма служат материалы А.А. Иностранцева [1882] в интерпретации А.А. Никонова [2008] и наблюдения в большом разрезе в низовьях р. Оять [Бискэ и др., 2009]. По данным А.А. Иностранцева [1882], при прорытии Ладожских каналов все остатки обнаруживались в переотложенном, рассеянном и фрагментированном состоянии. В ходе ладожской трансгрессии культурные слои перемывались, артефакты, угли, кости людей и животных переотлагались выше по разрезам. Основной последующий размыв связан, вероятно, с мощным цунами около 3 тыс. л.н. на южном побережье Ладожского озера [Никонов, 2008]. Для понимания специфики событий на пике ладожской трансгрессии в Южной части бассейна Ладожского озера важны результаты изучения обширного разреза террасы высотой над современным зеркалом вод Ладожского озера 9–10 м на левом берегу р. Оять в ее нижнем течении [Бискэ и др., 2009]. В теле террасы отложения ладожской трансгрессии содержат разнообразные деформации, определенно идентифицированные в качестве сейсмонарушений с возрастом в пределах 4,7–2,8 тыс. л.н. ¹4С. Авторы исследования резонно наметили их связь с сейсмическим событием 3 тыс. л.н. Но здесь ими остался незамеченным еще один, весьма специфический вид нарушения позднеголоценовых осадков. На одном из участков обнажения в верхней части разреза присутствуют следы мощно возмущенной водной массы. Движение происходило вверх по долине р. Оять, в восточном направлении. Столь мощной динамической, латерально движущейся водной стихией после землетрясения могло стать только порожденное им же цунами.

В рамках обозначенного геодинамического подхода в пределах Онежско-Ладожской водной системы теперь выявлено три разделенных во времени пароксизма. Обнаруженная триада: землетрясение – сильное цунами – мощный выброс водных масс по каналу стока – это модель геодинамически обусловленного пароксизма [Никонов, 2017]. В палеогеографическом отношении каждое – это не набор случайных событий, а цепь взаимосвязанных экстремальных возмущений среды, т.е. природная катастрофа. В регионе выявлено 3 подобных катаклизма за последние 7 тыс. лет.

Литература

1. Никонов А.А. Воздействие голоценовых пертурбаций Онежско-Ладожской гидрологической системы на древнее население прибрежных пространств // Самарский научный вестник. 2017. Т. 6, №3 (20). – С. 171–177.
2. Никонов А.А., Шварев С.В. Сейсмолинеаменты и разрушительные землетрясения в российской части Балтийского щита: новые решения для последних 13 тысяч лет // Геолого-геофизическая среда и разнообразные проявления сейсмичности: материалы междунар. конфер.; г. Нерюнгри, 23–25 сентября 2015 г. Нерюнгри, 2015. – С. 243–251.
3. Никонов А.А., Шварев С.В., Николаева С.Б., Родкин М.В. Опорные участки изучения голоцено-вых палеоземлетрясений восточной части Фенноскандинавского щита: методы, способы параметризация, результаты // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: матер. X всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. – М., 2017.
4. Saarnisto М. The Late Weichselian and Flandrian history of the Saima lake. Helsinki. 1970. 108 p.
5. Sederholm, J.J. Über eine archaische Sedimentformation im südwestlichen Finland und ihre Bedeutung für die Erklärung der Entstehungsweise des Grundgebirges // Bulletin de la Commission géologique de Finlande. Geolo. kommissionen, Helsingfors,1897.V. 6, – 254 p.
6. Subetto D.A., Shvarev S.V., Nikonov A.A., Zaretskaja N.E., Poleshchuk A.V. Catastrophic changes of the Karelian Isthmus hydrographic network in the Late glacial–Holocene: palaeoseismological origin // Peribaltic Simposium INQUA. Rovaniemi. 2017. –P. 156–157.
7. Земляков Б.Ф. Геологические условия неолитической стоянки у села Вознесенье на реке Свири // Советская археология. 1940. Т. V. – С. 206–214.
8. Равдоникас В.И. Археологические исследования на реке Свири в 1934 г. // Советская археология. 1940. Т. V. – С. 187–205.
9. Иностранцев А.А. Доисторический человек каменного века Ладожского озера. – СПб. 1882. – 244 с.
10. Никонов А.А. Человек каменного века на Ладожском озере // Природа. 2008. №7. – С. 26–34.
11. Никонов А.А., Лийва А.А. О времени обита-ния неолитического человека и переотложения его культурных остатков на южном берегу Ладожского озера // Труды IV (XX) Всероссийского археологического съезда в Казани. – Казань, 2015. – С. 91–93.
12. Shvarev S. Traces of postglacial seismic activity in the bedrock and unconsolidated sediments on the south-western shore of Lake Onega // Lateglacial – Interglacial transitions: glaciotectonic, seismoactivity, catastrophic hydrographic and landscape changes. – Petrozavodsk, 2018. – P. 15–18.
13. Saarnisto M., Grönlund T. Shoreline displacement of Lake Ladoga – new data from Kilpolansaari // Hydrobiologia. 1996. – Р. 205–215.
14. Субетто Д.А. Донные отложения озер: палеолимнологичекие реконструкции. – СПб., 2009. – 344 с.
15. Бискэ Ю.С., Сумарева И.В., Шитов М.В. Позднеголоценовое сейсмическое событие в юго-восточном Приладожье. I. Принципы исследования и деформационные текстуры // Вестник С-Петербургского универ-та. Сер. 7. Геол. Географ. 2009. №1. – С. 3–25.

---