Геологические процессы ледниковых зон
В ледниковых зонах – районах распространения глетчеров – главным геологическим и геоморфологическим агентом был движущийся лед, а также его талые воды. Под воздействием этих двух факторов шло накопление отложений ледниковой формации.
Развитию покровного ледника предшествовало похолодание, в первую очередь распространявшееся на горные вершины, где накапливались снега. Эти вершины впоследствии превратились в центры покровного оледенения. С течением времени оформлялось горное оледенение, которое переходило в промежуточное и, наконец, в покровное. На приподнятой территории центра оледенения господствовали морозное выветривание, ледниковая экзарация и снос обломков горных пород. Эти процессы формировали соответствующие типы и формы рельефа: кары, цирки, троги, бараньи лбы и проч. Таким образом, древние центры покровного оледенения являются провинциями экзарации и сноса обломочного материала. Под навалившейся гигантской массой льдов вся область ледникового питания испытывала гляциокомпенсационное прогибание, распространявшееся и на прилегающие регионы.
С выходом ледника на равнины характер его работы менялся – наряду с продолжающейся экзарационной деятельностью, начиналась и аккумулятивная. Ледник, как правило, надвигался не единым фронтом, а выпуская из себя языки и лопасти, уходившие далеко вперед по речным долинам и другим доледниковым понижениям рельефа. Именно в этих долинах и осуществлялась с наибольшей силой разрушительная работа глетчеров: ледники своими телами выпахивали рыхлые породы на большую глубину, действуя подобно бульдозеру. Кроме того, потоки талых вод, двигавшиеся перед ледовым фронтом, также скапливались в этих долинах и размывали их. Так шло образование долин ледникового выпахивания и размыва. Самые глубокие из таких долин, с V-образным поперечным профилем, возникали в областях развития плотных карбонатных пород. Массы талых вод, скопившихся под ледником, под большим давлением нагнетались в трещины известняков, углубляя и расширяя их. Если территория подвергалась нескольким покровным оледенениям, например, как Беларусь, то экзарация и размыв каждым последующим ледником могли снести с поверхности накопления предыдущего глетчера. Только при движении под днищем ледника накапливался слой уплотненных неотсортированных обломков, называемый донной мореной – это главный тип гляциальных отложений, позволяющий восстанавливать количество ледниковых этапов на данной территории. Местами ледник срывал целые блоки доледниковых пород, переносил их на небольшие расстояния, и затем выбрасывал, оставляя лежать у самой поверхности под слоем морены. Так возникали ледниковые отторженцы. Как уже отмечалось, перед надвигающимся ледовым фронтом по дну ложбин текли потоки талых вод, накапливая водно-ледниковые отложения времени наступания ледника. Следовательно, именно такие потоки первыми достигали территории Украины при каждом новом оледенении, именно они оставляли первые эрратические обломки.
Достигнув предела своего распространения, ледник на какое-то время застывал на месте, иногда судорожно пульсируя, а затем начинал таять. В фазу деградации формировались все типы ледниковых и водно-ледниковых отложений, кроме донной морены. С поверхности глетчера ссыпались груды принесенных обломков, образуя вытянутые параллельно ледовому фронту гряды насыпных конечных морен. В составе обломков преобладали продукты разрушения местных доледниковых пород, хотя были распространены и валуны, принесенные издалека. Такие обломки, состав которых позволяет четко определить местоположение провинции ледникового сноса, называют руководящими валунами. Потоки талых вод размывали морену, унося и сортируя обломки, и накапливая их в трещинах и пустотах разных размеров и конфигурации. Так закладывалось начало формированию отложений озов и камов. Иные потоки, вырвавшись из разломов ледового края, растекались широким веером по прилегающей равнине, и оставляли пологовыпуклые конусы зандровых накоплений. Местами талые воды скапливались, создавая озера – либо на поверхности, либо под днищем ледника, либо вплотную к его краю. В этих водоемах, нередко достигавших площади в тысячи квадратных километров, горизонтальными слоями оседали на дно самые тонкие минеральные частицы: глины и алевриты, образуя лимно-гляциальные ленточные глины. По мере деградации, ледник оставлял на поверхности им же созданной донной морены разного рода водно-ледниковые отложения времени таяния. Абляция ледников отличалась неравномерностью – отдельные массивы льда, покрытые мощным слоем поверхностной морены, таяли медленно, и длительное время оставались захороненными, вплоть до межледниковья. Таяние такого мертвого льда вело к накоплению абляционной морены, а также озовых и камовых отложений.
Иногда температуры понижались, и край ледника в очередной раз стабилизировался. Тогда вновь, как прежде, возникали пояса конечных морен и других, связанных с ними гляциальных и водно-ледниковых отложений. Нередко похолодания могли вызывать кратковременные пульсации ледника – их называют осцилляциями, и тогда глетчер рывком продвигался на некоторое расстояние, дислоцируя им же накопленные или даже доледниковые породы, и формируя конечные морены напора и выдавливания.
Более того, могли происходить и длительные похолодания, приводившие к новой стадии развития ледника и, следовательно, к формированию еще одного слоя донной морены. Во время стадиалов глетчер мог продвинуться даже за пределы распространения первой стадии. При этом ранее накопленные отложения могли подвергнуться экзарации и размыву, а значит, частичному или полному уничтожению. Таким образом, главным свидетельством стадийности служат лежащие друг над другом горизонты донных морен, разделенных интерстадиальными отложениями: водно-ледниковыми или даже органогенными.
Межморенные горизонты, содержащие породы органического состава, возникали только при самых продолжительных и теплых интерстадиалах, когда на освободившейся ото льдов территории развивалась растительность. Отличить межледниковые осадки от интерстадиальных можно только по составу флористических останков. Если в межледниковья распространялась теплолюбивая и разнообразная лесная флора, то среди интерстадиальных растений господствовали немногочисленные холодоустойчивые виды, родственные современным обитателям тундры и лесотундры. Процессы почвообразования протекали вяло, в озерах и болотах накапливались маломощные органические осадки.
Следовательно, в результате оледенения усложнялось геологическое и геоморфологическое строение территории. На поверхности накапливались значительные толщи континентальных отложений преимущественно ледникового и водно-ледникового генезиса. Происходила кардинальная перестройка рельефа: во-первых, возрастала абсолютная высота; во-вторых, резко увеличивалась расчлененность поверхности; в третьих, возникали совершенно новые генетические типы и формы рельефа.