Балтика: формирование климата, балтийский щит, горные породы

Медленные и «нечувствительные» движения суши стали предметом изучения в XVII-XVIII вв. произошло это на берегах Балтики. Именно здесь были собраны факты, разработаны методы и выдвинуты научные объяснения, которые заслуженно считаются классическими.

Район Балтики – один из наиболее подвижных районов на Земле. В течение последних 12 000 лет отдельные участки балтийского побережья поднялись более чем на 200 метров. Движение земной коры – это мотор, который неоднократно вызывал изменения глубин, очертаний и солёности Балтийского моря на протяжении новейшей геологической истории.

Шведский натуралист А. Цельсий (1701-1744) первым отметил, что на Балтике появляются из-под воды опасные для мореходов скалы, бывшие острова соединяются с сушей, порты удаляются от морского берега, мелеют и пересыхают старые рыболовные угодья в прибрежной полосе. Все эти факты он объяснял постепенным понижением уровня вод Балтийского и Северного морей. Для подтверждения своего тезиса Цельсий привлёк и представления древних авторов о том, что Скандинавия первоначально якобы была островом. Он даже высчитал скорость понижения уровня моря – более 1 см в год. Это легко опровергнуть: достаточно изучить другие побережья. Стабильное положение береговой линии южной части Балтики сохранялось на протяжении столетий. Древние южно балтийские города: Любек, Росток, Штральзунд, Гданьск, основанные у самого моря за 600-800 лет до того, практически не изменили своей высоты над морем. Доводы Цельсия отрицаются и другими фактами. На финляндском берегу, у самой её кромки, произрастали 400- летние сосны, которым, если согласится с Цельсием, пришлось бы зародиться и начать рост на дне морском. Оппонент Цельсия Леопольд фон Бух говорил о том, что «Вся страна от Фредериксгалля в Норвегии до Або (Турку) в Финляндии, а может быть и до Санкт-Петербурга, медленно и неощутимо поднималась». Он также заключил, что «Швеция поднималась более Норвегии, и притом северная её часть более южной». Основанием для таких умозаключений послужили не только сведения, полученные от местных жителей, но об изменениях береговой линии, но и находки современных морских раковин выше уровня моря.

В XIX столетии многие исследователи находили раковины современных видов морских моллюсков на значительной высоте (до 60 м в Южной Швеции и до 120 м в Северной Норвегии) над уровнем моря. Эти находки окончательно убедили во вздымании берегов.

В прошлом веке установили не только общее современное вздымание Фенноскандии и его уменьшение с севера на юг, но и стабильность и даже погружение некоторых периферических частей этой территории. Последний, очень важный для интерпретации движений вывод был сделан на основании наблюдений на острове Сконе (юг Швеции): затоплены болота с континентальными торфяниками, в некоторых приморских городах (Мальмё, Треллеборге, Сканере) обнаружены старые улицы на уровне моря (самого низкого) или ниже его. Во второй четверти XIX в. при раскопках в городе Мальмё на глубине 2,4 м нашли древнюю улицу со следами искусственной подсыпки, т.е. затопление началось значительно раньше. Следовательно, относительное повышение уровня моря в средневековье составило здесь не менее 3 м. Фиксированное в 1749 году Линнеем расстояние между береговой линией и большим камнем на берегу близ Треллеборга через 87 лет уменьшилось на 300 м.

Район Балтийского моря – один из самых подвижных районов на Земле. Как писал русский геолог Ю.А. Мещеряков, “Балтийский щит поднялся за 12000-15000 лет так, как Кавказ поднялся за 750 000 лет”. В качестве основной причины тектонической активности следует назвать гляциоизостазию.

Геофизикой установлено, что земной шар в целом находится в состоянии, близком равновесию. Однако на поверхности Земли это равновесие часто бывает нарушено. Горы тяжелее, нежели равнины или дно океанов. Обычно эта разница в весе компенсируется различной плотностью подстилающих пород, а также различной толщиной земной коры (под горными системами мощность коры значительно больше, чем под равнинами и океанами). Но на эту сравнительно хорошо уравновешенно систему действует новая мощная нагрузка: ледяной купол толщиной во многие сотни метров. Вес ледника значителен: помимо льда и прессованного снега он заключает тонны обломочных пород. Под тяжестью ледника земная кора начинает прогибаться. Сперва медленно, потом быстрее и быстрее. Прогиб земной коры во время максимального распространения оледенения, вероятно, достигал в Фенноскандии нескольких сотен метров.

На глубине 80-100 м в Земле расположен слой пониженной вязкости – астеносфера. По мнению русских исследователей М.Е.Артемьева и Е.В.Артюшкова, именно этот слой и являлся причиной изостатических* движений. Земная кора поднималась: сперва медленно. Когда стаяла основная масса льда, скорости поднятия увеличились. Потом они постепенно угасли.

Измерение отклонения силы тяжести, произведённое в Финляндии, показало, что большая часть территории этой страны характеризуется отрицательными аномалиями. Это означает, что эффект ледниковой разгрузки ещё не полностью преодолён, распрямление земной коры здесь продолжается. Современные поднятия, которые устанавливаются повторными нивелировками и футшточными наблюдениями, - последние отголоски изостатических движений.

Изостазия – не единственная причина тектонических движений Прибалтики. Здесь действуют и тектонические силы, унаследованные от давних геологических времён. Известно, что Скандинавские горы всегда имели тенденцию к поднятию, а область Ботнического залива длительное время прогибалась. Но эти силы были незначительными по сравнению с изостатическими. Гляциоизостазия*- одна из основных причин многократных изменений глубин и очертаний Балтийского моря.

Другой важной причиной изменений уровня Балтийского моря в поздне- и послеледниковое время было изменение уровня Мирового океана – эвстатический фактор. В процессе оледенения значительная часть воды Мирового океана переходит из жидкого состояния в твёрдое: уровень воды в Мировом океане понижается. Установлено, что в период максимального распространения льдов последнего оледенения (25 000 –20 000 лет назад) уровень воды в Мировом океане был на 100-200 м ниже современного.

Время, 10 лет

Различные исследователи по-разному рисуют ход эвстатического подъёма уровня океана в позднечетвёртичное время. Одни, в числе которых Ф.Шеппард, считают, что подъём был плавный, без резких колебаний, другие, такие как Р.Дэли и Р.Фжйрбридж, - что в течение голоцена в Мировом океане произошло несколько резких подъёмов и спадов уровня.

На рисунке показана кривая из-

менения уровня Мирового океана