Экспедиция Лаборатории эволюционной географии на озеро Селигер (январь 2018)

Валдай – самая известная возвышенность в европейской части России, давшая название последней (валдайской) ледниковой эпохе. Здесь 20 тысяч лет назад проходил край Скандинавского ледникового щита. Здесь ледник «выдохся» и стал сокращаться под действием потепления климата, оставив в своей краевой зоне множество озер. Самые известные из них, прежде всего как места туризма и отдыха, – Верхневолжские озера (Волго, Пено, Стерж) и Селигер. Очертания этих озерных систем, изобилующих узкими и извилистыми «рукавами» давно вызывали у геологов и географов подозрения, что озера унаследованы от речных долин. Считалось, что до прихода ледника здесь существовали речные системы – верхняя Волга и ее притоки, которые были перекрыты краем ледника, но не уничтожены им полностью. Перед краем ледника существовало огромное приледниковое озеро. Когда ледник растаял, от этого озера остались жалкие остатки, в том числе – бывшие речные долины, где-то полузасыпанные мореной (ледниковыми отложениями), где-то, наоборот, выпаханные ледником. На картах государственной геологической съемки по линиям вытянутых участков озер так и показаны пунктирными линиями предполагаемые доледниковые долины.

Озерные системы в истоках Волги – бывшие долины рек. Пунктиром обозначены предполагаемые доледниковые речные долины. Красный квадрат показывает район экспедиции Института географии РАН в январе 2018 г.

Озерные системы в истоках Волги – бывшие долины рек. Пунктиром обозначены предполагаемые доледниковые речные долины. Красный квадрат показывает район экспедиции Института географии РАН в январе 2018 г.

В Институте географии РАН интерес к верхневолжским озерам возник в связи с выполнением проекта Российского Научного Фонда (РНФ) №17-17-01289 «Перестройка систем стока и миграция главного водораздела Русской равнины в последнюю ледниковую эпоху» (2017—2019 гг.). Участок Главного водораздела, разделяющий бассейны Балтийского и Каспийского морей проходит по Валдайской возвышенности, как раз в верховьях Волги. Когда эта территория освободилась ото льда и присоединилась к бассейну Волги? Чтобы ответить на этот вопрос и была организована зимняя экспедиция Лаборатории эволюционной географии (ЛЭГ). Экспедиция работала с 19 по 28 января в окрестностях г. Осташкова (Тверская область). Научное руководство осуществлял зав. Лабораторией эволюционной географии (ЛЭГ) д.г.н. А.В.Панин, участвовали в работе сотрудники ЛЭГ: н.с., к.г.н. Е.А. Константинов, н.с., к.г.н. Н.В. Карпухина, м.н.с. А.Л. Захаров, а также магистранты и аспиранты Географического факультета МГУ.

Изучение озерной системы было начато с самого крупного озера – Селигера. Для реконструкции истории озера в разных его частях со льда пробурены скважины и получены керны озерных отложений. Результат оказался неожиданным. Во всех скважинах на дне озера вскрыты 2-3-метровые, а в отдельных случаях и 6-метровые озерные илы. Верхняя часть илов имеет темно-серый цвет за счет обогащения органическим веществом. Это отложения голоцена – современной теплой эпохи (последние 11,5 тысяч лет). Нижние слои илов во многих скважинах имеют светло- или сизо-серый цвет, потому что почти не содержат органики. Это признак формирования в условиях холодного климата – в конце последней ледниковой эпохи. Однако главное начинается ниже. Всюду под илами залегают крупнозернистые пески – отложения достаточно быстрого водного потока. Значит, Селигер – не просто остаточное озеро (остаток огромного приледникового водоема). Если бы было так, под озерными илами залегали бы ледниковые отложения (морена) или отложения, связанные с таянием ледника.

Район исследований верхневолжской экспедиции ИГ РАН. Красные отрезки – линии профилей, по которым располагались буровые скважины.

Район исследований верхневолжской экспедиции ИГ РАН. Красные отрезки – линии профилей, по которым располагались буровые скважины.

Почему мы уверены, что под илами именно речные пески, а не отложения, например, потоков талых ледниковых вод? Во-первых, на узком и извилистом Селижаровском плёсе поперечный профиль по поверхности песков получается треугольный, как положено типичной меандрирующей реке: у вогнутого берега реки – глубоко, у выпуклого – мелко, там пляж. Во-вторых, здесь и на других участках в поверхности песков проявляется две ступени, похожие на дно русла и пойму реки. В-третьих, в основании илов на бывшей пойме встречаются образования, похожие на погребенные почвы, а в двух случаях встречены слои торфяников. Это говорит о длительном периоде субаэрального развития (т.е. на открытом воздухе, а не под водой), что было бы невозможно в случае простого усыхания крупного водоема. Таким образом, после таяния ледника на месте Селигера текла река, видимо, унаследовавшая древнюю, доледниковую речную долину. Затем по неизвестным причинам течение прекратилось и долина была затоплена. На изученных участках уровень воды поднялся на 5-8 метров. Причины этого явления еще предстоит выяснить.

Нижняя часть керна одной из озерных скважин. Голоценовые озерные илы (теплая эпоха последних 11,5 тысяч лет) переходят в илы конца последней ледниковой эпохи, а под ними залегает речной песок

Нижняя часть керна одной из озерных скважин. Голоценовые озерные илы (теплая эпоха последних 11,5 тысяч лет) переходят в илы конца последней ледниковой эпохи, а под ними залегает речной песок

Ключевое значение для понимания причин превращения реки в озеро имеет время, когда (насколько давно) это произошло. Чтобы это выяснить, будут датированы отложения на границе речных песков и озерных илов. Определить возраст отложений можно т.н. радиоуглеродным методом по остаткам растений и другому органическому веществу. В Институте географии РАН действует единственная в России лаборатория, где возможно датировать микро-образцы органики (т.н. ускорительная масс-спектрометрия – AMS), что особенно ценно, когда в твоем распоряжении лишь маленький керн. Кроме того, отобраны образцы на оптико-люминесцентное (OSL) датирование. Этот метод позволяет определить, когда были захоронены кварцевые частицы песка.

Команда зимнего бурения: сотрудники Лаборатории эволюционной географии РАН и магистранты Геофака МГУ.

Команда зимнего бурения: сотрудники Лаборатории эволюционной географии РАН и магистранты Геофака МГУ.

Мы обязательно разгадаем тайну Селигера и сообщим ее всем, кто интересуется историей природы! Следите за новостями на вебсайте Института географии РАН: http://igras.ru/