Владимир Бардин - В горах и на ледниках Антарктиды

Еще в 50-е годы нашего века дискутировался вопрос: что скрывается подо льдом Антарктиды - архипелаг отдельных островов или единый массив суши? Окончательно разобраться в этом удалось благодаря работам, проведенным в период МГГ, когда геофизики установили важнейшие черты рельефа подледного ложа и материковый характер земной коры Антарктиды. В этих исследованиях велик вклад советских ученых, открывших в центральной части Восточной Антарктиды грандиозный подледный хребет - горы Гамбурцева и Вернадского.

На современной карте подледного рельефа Антарктиды можно увидеть скрытые от глаз системы подледных гор с вершинами, достигающими высоты 3390 м (горы Гамбурцева), обширные подледные равнины, впадины, лежащие на сотни и даже тысячи метров ниже уровня моря. Коренной рельеф Западной Антарктиды в отличие от Восточной оказался значительно более расчлененным. Здесь располагаются как самая высокая вершина всего континента - массив Винсон в горах Элсуэрта (5140 м), так и самая глубокая впадина - 2555 м ниже уровня моря.

Исследования геофизиков, прежде всего сейсмические и гравиметрические наблюдения, позволили получить данные и о мощностях земной коры под ледниковым покровом Антарктиды. Эти величины резко различаются у материков и океанов. Мощность земной коры в Восточной Антарктиде оказалась в среднем равной 40 км, т. е. типично материковая. В районе гор Гамбурцева она достигала даже 60 км. Для океанов характерны значительно меньшие величины. В области Южного океана мощность земной коры 5-10 км. В Западной Антарктиде мощности земной коры были крайне неравномерны - от 25 до 40 км, что отражает резкие колебания подледного ложа.

Геофизические данные укрепили представления об Антарктиде как о настоящем материке.

Изучение геологического строения шестого континента началось в самых первых экспедициях и активно продолжается в наше время. Работы первоисследователей - экспедиций Р. Скотта, Э. Шеклтона, Д. Моусона - заложили основы общих представлений о геологии южнополярного материка. О том, какое значение придавали исследователи геологическим изысканиям, можно судить хотя бы по тому факту, что во время возвращения с Южного полюса физически истощенный отряд Р. Скотта до самой гибели не бросал образцы горных пород, собранные в Трансантарктических горах.

К настоящему времени основная часть антарктических территорий, свободных от ледникового покрова, охвачена геологическими исследованиями. На ряде участков проведены детальные работы. По материалам наших и зарубежных экспедиций советскими учеными составлена геологическая карта всего континента в масштабе 1:5 000 000. Особенно велик вклад наших исследователей в геологическое изучение Восточной Антарктиды.

По современным представлениям, большая часть Антарктиды, исключая лишь Антарктический полуостров и прилегающую к нему часть Западной Антарктиды, - это древняя материковая платформа, имеющая сложное строение. Формирование платформы началось еще на заре истории Земли в архейскую эру, более 1600 млн. лет назад. Кристаллический фундамент, нижний ярус Антарктической платформы, в основном слагается из гнейсов, кристаллических сланцев, гранитов и их различных разновидностей. Мощность пород кристаллического фундамента не менее 20 км.

В Восточной Антарктиде, там, где сплошной ледниковый покров отсутствует, породы кристаллического фундамента чаще всего выходят на поверхность. Но в ряде мест на них залегают толщи более молодых осадков - верхние ярусы платформы. Это показывает, что геологическая история разных частей Антарктической платформы на поздних этапах протекала по-разному.

Средний ярус, сформировавшийся в рифейско-нижне-палеозойское время, распространен в основном в районе

Трансантарктических гор и прилегающей к ним части Западной Антарктиды. Породы, слагающие его, преимущественно осадочного происхождения - разнообразные метаморфические сланцы, песчаники, конгломераты, мраморированные известняки. Иногда в них встречаются прослои лав. Мощность этих осадочных пород в районе Трансантарктических гор достигает 10-12 км, и они интенсивно смяты в складки. В западной части Земли Королевы Мод, в области развития кристаллического щита, отложения этого типа характеризуются значительно меньшей мощностью (1-2 км) и слои их залегают почти горизонтально.

Следующий, третий, ярус Антарктической платформы сформирован в среднепалеозойское - мезозойское время (400-200 млн. лет назад). Особенно широко он развит в Трансантарктических горах, но наблюдается на локальных площадях и в других районах Восточной Антарктиды (например, на севере гор Принца Чарльза). Этот осадочный чехол платформы в основном составляют разнообразные песчаники и глинистые сланцы, пронизанные в верхней части пластовыми интрузиями долеритов и излияниями базальтов. Для третьего яруса характерны горизонтальное залегание горных пород, пластовые залежи каменных углей, а также наличие горизонта древних ледниковых- отложений - тиллитов, указывающих на то, что климат Антарктического материка в то далекое время претерпевал значительные изменения. Многочисленные находки разнообразной флоры и фауны позволяют с большой определенностью восстанавливать историю геологического развития на этом заключительном этапе формирования Антарктической платформы. Недаром породам верхнего яруса, имеющим особенно четкие и ясные черты геологического строения, еще первые антарктические геологи дали название «бикон», что означает светить, быть маяком.

Антарктическую платформу геологи называют гондванской. Гондвана, как известно,-древний гипотетический континент, объединявший, по представлениям ряда ученых, основные участки суши Южного полушария, но распавшийся в мезозойскую эру. Действительно, геологическое строение Антарктической платформы имеет поразительные черты сходства с платформами других гондванских территорий: Южной Америки, Африки, Австралии и полуострова Индостан. Сходство это обнаруживается в строении как кристаллических фундаментов, так и особенно чехлов платформ. В последних наблюдаются не только однотипные породы, но и одинаковый комплекс ископаемой флоры и фауны.

Эти данные свидетельствуют о единой истории геологического развития всех гондванских территорий, что невозможно себе представить при их нынешнем разобщенном положении.

Проблема Гондваны - ключевая для геологии Южного полушария. Не вдаваясь в объяснение этой сложной и многоплановой проблемы, над решением которой работает не одно поколение ученых, следует подчеркнуть, чго геологические исследования в Антарктиде приобретают в связи с этим особо важное общетеоретическое значение.

Примыкающая к Антарктической гондванской платформе с запада часть Западной Антарктиды и Антарктический полуостров относятся к более молодым (мезозойским) складчатым сооружениям. Это так называемый Антарктический андийский складчатый пояс, соединяющийся на севере с Андами Южной Америки. Основная толща пород этого района также осадочно-вулканического происхождения, но накапливалась она в существенно иной по сравнению с чехлом платформы геологической обстановке, в области значительного пригибания земной коры, в так называемых геосинклинальных условиях. История геологического развития антарктического складчатого пояса во многом сходна с историей Южноамериканских Анд.

Так выглядит в самых общих чертах геологическое строение Антарктиды.

Геологическое развитие южнополярного континента на всех этапах контролировалось тектоникой. На формирование современного рельефа большое влияние оказала неотектоника. Новейшими кайнозойскими тектоническими движениями преимущественно глыбового характера сформированы основные макроструктурные особенности рельефа всего материка, его высокие горы и глубокие впадины. Главная геоморфологическая и географическая граница континента, проходящая по западному обрыву Трансантарктических гор и разделяющая Восточную и Западную Антарктиду, прежде всего обусловлена неотектоникой. На облике современного рельефа сказался и целый ряд внешних воздействий. К ним в первую очередь нужно отнести антарктическое оледенение. Согласно представлениям геофизиков, земная кора Антарктиды изостатически опустилась, прогнулась под тяжестью льда в среднем на 0,5 км. Косвенным свидетельством такого погружения служит аномально низкое по сравнению с другими материками положение зоны антарктического шельфа.

Оледенение оказало непосредственное воздействие и на горные породы. От активности движения льда в ряде случаев, например в районах выводных ледников, зависит рельеф - происходит «выпахивание» коренного ложа и транспортировка вместе со льдом огромных количеств рыхлого обломочного материала.

На участках, не покрытых льдом, на скальные породы сильно воздействовали особенности приледникового климата, характерные и для других ледниковых областей Земли, но, пожалуй, самые суровые в Антарктиде. Эти внешние, экзогенные факторы и определили облик (скульптуру) современного рельефа.