Удивительный феномен природы Севера — подземные ледяные жилы. Этот термин собирательный. Под ним понимаются вертикально ориентированные скопления подземного льда клиновидной и более сложных форм — языковидной, с пережимами и т. д. Но в целом — это клинья и жилы, вертикально пронизывающие мерзлые земные недра. Протяженность их колеблется от 2—3 до 40—50 м, иногда достигая 70—80 м, при ширине до 8—10 м! Общая закономерность состоит в том, что мелкие образования имеют четкую клиновидную форму, крупные — более сложную, часто обтекаемую.
Мелкие ледяные клинья распространены в области развития мерзлых горных пород практически повсеместно, чаще всего они встречаются в болотных накоплениях — торфяниках, которые Хорошо сохраняют запасы холода. Крупные ледяные жилы сконцентрированы на приморских низменностях северо-восточной части СССР — Анабаро-Оленекской, Яно-Индигирской, Колымской, а также равнинах Центральной Якутии, расположенных вдоль крупных рек — Лены, Вилюя, Алдана. В последние годы они обнаружены также на севере Западно-Сибирской низменности — на полуостровах Ямал и Гыданском, но развиты здесь менее широко.
Вопрос о способах и условиях формирования крупных ледяных жил — пример того, как трудны и ветвисты бывают пути и тропы научной мысли и научного поиска. Часто на этих путях и тропах возникают ловушки, уводящие с правильного, уже наметившегося пути в сторону на многие годы и даже десятилетия. Велика бывает сила авторитетов, инерции устоявшегося научного мышления и сложившихся научных концепций, признанных всеми. И действительно, очень трудно бывает опровергать то, что известно всем, и, казалось бы, не требует никакого обсуждения.
Правильное понимание причин возникновения и роста ледяных жил под землей было высказано более 100 лет тому назад, в начале прошлого века. Поводом для этого послужили наблюдения над ледяными жилами в отложениях пойм и дельт арктических и субарктических рек. На севере Якутии, в низовьях р. Яны, скопления подземного льда в виде ледяных жил наблюдал медик А. Е. Фигурин. В своих «Замечаниях медика-хирурга Фигурина о разных предметах естественной истории и физики, учиненных в Устьянске и окрестностях оного в 1822 году» и опубликованных в «Сибирском вестнике» в 1823 г., он описал развитые здесь подземные льды, образование которых связывал с морозобойным растрескиванием мерзлых грунтов.
В 1876 г. мерзлые отложения в низовьях р. Енисея исследовал горный инженер И. А. Лопатин, который отмечал в иловато-торфяных отложениях, названных им «тундренными слоями», слагающих пойму и дельтовые острова р. Енисея, жилы льда. Образование их внимательный исследователь связывал с заполнением водой возникающих зимой открытых морозобойных трещин. При этом он наблюдал наращивание мерзлых слоев вверх на Бреховских островах енисейской дельты. Аналогичных взглядов придерживался А. А. Бунге. Он подметил, что жильные льды образуют в пространстве более или менее правильную решетку на огромных просторах тундры, на поверхности земли этой решеткой ограничены полигоны, четко выраженные в рельефе.
Таким образом, на самом начальном этапе изучения ледяных жил под землей наметилась правильная картина их формирования в связи с зимним растрескиванием мерзлых грунтов и замерзанием в открытых морозобойных трещинах затекающей туда весной воды вместе с набившимся снегом. Однако таким способом объяснялось образование ледяных жил небольшой величины, поскольку морозобойные трещины проникают в мерзлые толщи на глубину 5—7, возможно, 10 м. А как объяснить вертикальную протяженность ледяных жил в 40—50 м и более? Исследователям осталось сделать один шаг — связать в одно целое два процесса: замерзание влаги в морозобойных трещинах с постепенным и параллельным наращиванием вверх мерзлых толщ на поймах, в дельтах рек, на низменных морских и озерных побережьях, периодически заливаемых водой. И по существу это даже было сделано И. А. Лопатиным, который говорил о приращении «тундренных слоев», т. е. пойменно-дельтовых отложений р. Енисея, с ледяными жилами вверх! В самом начале XX в. американский исследователь Аляски Е. Леффингвелл, довольно подробно осветивший механизм формирования ледяных жил, указал на синхронность (сингенетичность) их роста и торфонакопления, заключающегося в наращивании поверхности торфяников вверх. Он утверждал также, что, поскольку другие гипотезы не в состоянии удовлетворительно объяснить строение и условия залегания ископаемых льдов Сибири, гипотеза их формирования путем образования клиновидных ледяных жил может быть принята как наиболее вероятная (рабочая). Правильный путь понимания сущности образования огромных, супергигантских ледяных жил Севера лежал перед исследователями и был открытым.
Однако в начале — середине прошлого века зарождаются и быстро начинают завоевывать позиции в науке представления о «великих» оледенениях равнин севера Европы, Азии, Северной Америки, они проникают в Россию и распространяются на огромные просторы Сибири. Активными сторонниками этих представлений, их пропагандистами становятся многие из упоминавшихся уже исследователей Севера — З. В. Толль, К. А. Воллосович, а позднее выдающийся геолог, географ и знаток Сибири академик В. А. Обручев. По образному выражению академика Н. А. Шило, В. А. Обручев по примеру западноевропейских геологов смелыми мазками нарисовал грандиозную картину развития ледниковых явлений в Азии.
Вместе с тем следует отметить, что даже основоположник представлений об оледенении Сибири, так же как и Русской равнины, П. А. Кропоткин говорил об очень ограниченном масштабе сибирского оледенения, которое охватывало лишь горные районы и имело горно-долинный характер. Он справедливо полагал, как и известный климатолог А. И. Воейков, что для развития грандиозного оледенения Сибири не хватило бы выпадающих на ней зимних атмосферных осадков, т. е. снега. Таким образом, одного похолодания климата здесь недостаточно для развития материкового покровного оледенения. Климат в Сибири и без того достаточно суров, но зимы слишком малоснежны. Чтобы оледенение возникло, нужно не столько похолодание климата, сколько увеличение количества выпадающих осадков, главным образом снега, которое лишь и может обусловить возникновение, и то ограниченного по масштабам, оледенения горных территорий. Возрастание же суровости, т. е. похолодание, климата приведет к отрицательному для оледенения Сибири результату, поскольку в этом случае произойдет не увеличение, а еще большее сокращение и без того малого количества выпадающего зимой снега. А как известно, именно похолодание климата Земли считают основной причиной развития наземных оледенений.
Все эти правильные мысли и рассуждения выдающихся ученых были как-то забыты в разгар увлечения «великими» оледенениями. В свете этих представлений все крупные скопления подземного льда, наиболее широко распространенные на равнинах северо-восточной Азии, считались захороненными, погребенными остатками гипотетических ледниковых покровов. Именно таких взглядов придерживались Э. В. Толль, К. А. Воллосович, В. А. Обручев, а вслед за ними многие известные исследователи, среди которых был и основоположник мерзлотоведения М. И. Сумгин. Точка зрения о ледниковом происхождении крупных скоплений подземных льдов на севере Сибири была доминирующей вплоть до 50-х годов нашего столетия. Безусловная вера в существование ледниковых покровов порождала уверенность в том, что от них должно было что-то остаться. Этим «чем-то» якобы и были крупные скопления подземного льда.
И вот научная мысль уходит от намеченного правильного решения проблемы и становится на путь, надолго уводящий ее в сторону. Этому способствовало то, что ледяные жилы, срезанные обрывом реки или моря не перпендикулярно, т. е. не вкрест своему главному направлению залегания в горных породах, не имели форму вертикальных столбов или тем более клиньев, а приобретали в зависимости от плоскости среза пластовую, а иногда весьма причудливую форму. Исследователи, конечно, видели (не могли не видеть!), что лед в обрывах расположен и в виде вертикально ориентированных в пространстве жил, но, вероятно, не сочли это столь важным. И так продолжалось в течение 50—60 лет!
Существовали, правда, некоторые сомнения о природе содержащих туши мамонтов скоплений подземного льда в Сибири и у авторов, придерживающихся ледниковой гипотезы его происхождения, поскольку ископаемый лед и лед современных ледников различались. На основе микроскопических исследований структуры и состава льда, взятого с места находки Березовского мамонта в районе р. Колымы, И. П. Толмачев пришел к выводу, что он представляет собой уплотненные скопления снега в речных долинах, перекрытые илом. Э. В. Толль говорил об особом типе оледенения на севере Сибири, которое было, по его представлениям, «недоразвитым» вследствие холодного климата. Он полагал, что это могли быть мощные снежные (фирновые) поля, под покровом землистых и озерных образований превратившиеся в ископаемый, мертвый, т. е. неподвижный, глетчер (ледник).
Фирн — ледяная порода, переходная между снегом и льдом, имеющая зернистое строение.
О таком же характере предполагаемого оледенения архипелага Новосибирских островов говорил К. А. Воллосович, но, по его мнению, оледенений было два: срезы ледяных жил в обрывах бывают таковы, что имеют вид двух вытянутых пластов вверху и внизу обрыва. Развивая эти представления, академик А. А. Григорьев считал, что оледенение восточно-сибирского типа представляло собой эмбриональное, зачаточное оледенение — неподвижные скопления фирнизированного снега в сочетании с полностью промерзшими озерами. При этом он полагал, что таких оледенений в Сибири было не одно или два, а три или четыре в соответствии со взглядами, принятыми к этому времени в Европе.
В конце пятидесятых годов в районе г. Якутска и других районах Якутской АССР сотрудниками Института мерзлотоведения АН СССР имени В. А. Обручева было детально исследовано расположение тел льда в мерзлых ледяных толщах в береговых обрывах и далее в сторону от берега. Когда было проведено тщательное изучение структуры и строения самого льда и выполнен большой комплекс геофизических исследований, стало совершенно очевидным, что наиболее крупные скопления льда имеют форму вертикально ориентированных жил, образующих в пространстве полигональную решетку.
Среди советских мерзлотоведов, внесших наибольший вклад в решение проблемы происхождения крупных скоплений подземного льда на равнинах северо-восточной части СССР, следует в первую очередь назвать Б. Н. Достовалова, П. А. Шуйского, П. Ф. Швецова, А. И. Попова, Б. И. Втюрина, Е. М. Катасонова. Была вновь на качественно новом уровне возрождена концепция, согласно которой крупные ледяные жилы обязаны своим происхождением процессу морозобойного растрескивания мерзлых грунтов и замерзания в открытых, зияющих трещинах воды, накопления в них снега, а также оседающей на стенках изморози.
Важный признак и показатель способа формирования ледяных жил под землей — их полигональное расположение в плане. Если взглянуть на них сверху, видно, что они образуют решетку, которая ограничивает полигоны с четырьмя, реже пятью углами. Полигоны в поперечнике имеют от 10—15 до 30—50 м, а иногда и более. Они являются следствием полигонального расположения первичных морозобойных трещин. По своей сущности процесс образования морозобойных трещин аналогичен образованию трещин усыхания, которые возникают при иссушении влажных глинистых грунтов, только размеры ограниченных ими полигонов существенно меньше. Такие полигончики с поперечником в несколько десятков сантиметров широко распространены в глинистых пустынях и полупустынях. При высыхании глин объем их сокращается и они трескаются. Нечто подобное происходит и при сильном охлаждении массивов мерзлых горных пород. Они при этом сжимаются и разбиваются трещинами. Недаром сильные, «лютые» морозы народ называет «трескучими». Мерзлая земля трескается, что сопровождается соответствующими звуковыми эффектами, напоминающими порой пушечный выстрел.
Зияющие морозобойные трещины имеют в ширину до 3—5 см и хорошо бывают видны на поверхности земли. Иногда они проходят под жилыми и хозяйственными постройками, иногда расщепляют стволы деревьев. Возникновение трещин обычно происходит тогда, когда на фоне в целом низких зимних температур в течение нескольких дней отмечаются особенно сильные морозы. Глубина проникновения трещин, как уже говорилось, достигает порядка 10 м, а согласно теоретическим расчетам и мнению некоторых исследователей, даже превышает эту величину, составляя 12—15 м; ширина их раскрытия в верхней части максимальная в середине зимы. Естественно, что наиболее благоприятные условия для образования морозобойных трещин, а следовательно, и ледяных жил складываются в районах с суровым климатом, особенно там, где очень холодны и малоснежны зимы. Именно такими районами являются в настоящее время Центральная и Северная Якутия, север Канады, а в недалеком геологическом прошлом здесь существовали еще более суровые климатические условия. И именно поэтому в этих районах наиболее широко распространены подземные ледяные жилы. Вернемся же к процессу их формирования.
В возникшие зимой трещины набивается снег, весной и ранним летом он смачивается талой снеговой или паводковой речной водой, затекающей в открытую полость с поверхности. Поскольку вокруг трещин находятся мерзлые породы, вода и пропитанный ею снег последовательно промерзают в направлении от стенок к центру трещины. Так образуется элементарная вертикальная ледяная жилка с четким осевым швом посередине. Летом верхняя часть ледяной жилки оттаивает вместе со всем слоем сезоннооттаивающих грунтов. Но нижняя ее часть, проникшая в зону постоянных отрицательных температур, сохраняется. В следующую зиму очередная морозобойная трещина возникает не рядом с ледяной жилкой, а пройдет именно по ней, потому что чистый лед поддается растрескиванию легче, чем сцементированная льдом мерзлая горная порода. Вследствие этого обстоятельства, а также ослабленности «зоны осевого шва» все последующие элементарные ледяные жилки будут проходить через предыдущие, раздвигая их в стороны. Ледяная жила начинает расширяться. Сначала она невелика и имеет клиновидную вытянутую форму.
Процесс продолжается до тех пор, пока сила морозобойного растрескивания превосходит силы сцепления мерзлого грунта, его сопротивление на разрыв. В конечном итоге образуются относительно крупные и широкие ледяные клинья. Одновременно с ростом в ширину ледяные жилы оказывают давление на окружающие мерзлые горные породы, выжимая их слои вверх. Поэтому чем толще жила, тем круче должны быть загнуты вверх слои вмещающих ее горных пород. Возникшие таким путем ледяные жилы, соответствующие по вертикали протяженности морозобойных трещин, характерны для приповерхностных частей мерзлых толщ, особенно благоприятны для их развития льдистые торфянистые и торфяно-иловатые грунты. Во льду таких жил, называемых эпигенетическими, прослеживаются четкие вертикальные полосы — результат морозобойного растрескивания и образования элементарных ледяных жилок с осевым швом посередине.
На земной, обычно заболоченной поверхности над растущими ледяными жилами, по их краям, располагаются относительно сухие широкие валики, которые образуют четкую полигональную в плане сеть. Между валиками находятся наиболее заболоченные плоскодонные ванны или блюдца, называемые межваликовыми полигонами. Размер полигонов зависит от типа грунта, его льдистости, температуры, интенсивности ее изменения по вертикальному разрезу. Таким представляется большинству исследователей процесс роста относительно небольших эпигенетических ледяных жил.
Но каким образом они могут достигать вертикальной протяженности в несколько десятков метров? Правильную гипотезу в этом отношении высказал в 1915 г. Е. Леффингвелл, а до него практически вплотную к разрешению данного вопроса подошли И. А. Лопатин и А. Е. Фигурин. Однако их взгляды не получили сколько-нибудь широкого признания среди специалистов. Невозможно было представить, каким образом жилы могут проникать на глубину в несколько десятков метров и куда девается вся та огромная масса грунта, которая должна была вытесняться льдом жил? Хотя, если бы внимательный исследователь вчитался в труды названных авторов, он нашел бы ответы на казавшиеся неразрешимыми в свое время вопросы. Но лишь только в 50-х годах нашего столетия, благодаря тщательному и детальному изучению как самих ледяных жил, так и содержащих их отложений, советскими мерзлотоведами была разработана концепция, раскрывающая принцип одновременности — синхронности роста вверх ледяных жил и определенных типов водных отложений. На примере пойменных речных накоплений это было наглядно показано А. И. Поповым.
В условиях заболоченных пойм северных рек, сложенных сверху песчанистыми глинами и глинистыми песками с большим количеством растительных остатков, процессы морозобойного растрескивания очень интенсивны и выражены хорошо. При погружении той или иной территории и поднятии уровня моря могут накапливаться толщи речных отложений повышенной мощности. Непременным условием является соблюдение равновесия между скоростью накопление речных наносов и скоростью погружения территории (поднятия уровня моря). Если территория будет опускаться быстрее, чем накапливаются речные отложения, она затопится морем, если быстрее подниматься — реки начнут врезаться в свое дно, не успевая накапливать над ним серии осадочных толщ. Именно равновесие между темпами опускания и накопления наносов рекой обеспечивает возможность формирования мощных пачек речных отложений. На поверхности поймы в этом случае будут отлагаться год за годом тонкие слои песка и глины. Ниже оттаивающего летом слоя они будут переходить в постоянно мерзлое состояние. Синхронно накоплению пойменных отложений вслед за поднимающейся кровлей мерзлоты будут расти вверх и ледяные жилы. Если пойменные отложения накапливаются медленно, то ледяные жилы будут широкие, если быстро, то тонкие, поскольку в первом случае они за один и тот же отрезок времени разобьются трещинами, заполненными впоследствии льдом, большее число раз, нежели во втором. При неоднократном изменении скоростей накопления пойменных отложений ледяные жилы приобретают сложную форму с пережимами, своего рода «талиями».
Есть свидетельства того, что помимо вертикальных элементарных ледяных жилок в формировании крупных ледяных жил участвуют горизонтальные прослойки — шлиры льда. Они приращиваются, как бы припаиваются к вершине — «голове» ледяной жилы, когда кровля ее соответствует положению подошвы оттаивающего летом слоя. Как было показано раньше, в его основании при промерзании как сверху, так и снизу возникает ледяной прослой, который, естественно, продолжается и над ледяной жилой. Предполагают также участие в наращивании жил вертикальных шлиров льда, припаивание их к боковым стенкам, а также примерзание к «голове» сверху по всей площади («фронтально») крупных линз льда, но эти представления кажутся недостаточно убедительными другим исследователям и оспариваются ими. Помимо вертикальных жилок и горизонтальных прослоек в составе льда жил участвует так называемый пещерно-термокарстовый лед, заполняющий полости, образующиеся при частичном протаивании ледяных жил, но доля его, как полагают, невелика. Этот лед как бы залечивает, пломбирует изъяны и дефекты в ледяных жилах.
Такова признанная большинством исследователей на сегодняшний день принципиальная схема образования крупных ледяных жил, называемых сингенетическими по сингенетическому (синхронному с осадконакоплением) способу их роста. Эта схема предполагает практически неизбежную его связь с пойменным режимом накопления отложений в долинах рек. Однако это кардинальное положение оспаривается рядом исследователей, обосновывающих его несостоятельность. Дело в том, что согласно учению о геологической деятельности рек, разработанному известными советскими учеными Е. В. Шанцером, Н. И. Николаевым, Н. И. Маккавеевым и другими, толщ пойменных речных отложений в 40—60, а тем более 80 или даже 100 м в природе быть не может! Речные отложения большой толщины накапливаются не на пойме, а в русле. Оно постоянно блуждает (меандрирует) по дну долины от одного ее борта к другому и перемывает накопленные ранее, в том числе и пойменные, отложения с ледяными жилами. Это положение является непреложным законом развития меандрирующих рек. В силу его при формировании мощных толщ отложений меандрирующими реками неизбежно будут преобладать русловые пески и галечники, в которых ледяные жилы, во всяком случае крупные, образовываться не могут. А практически все равнинные реки меандрирующие, т. е. блуждают по своим долинам, делая огромные петли-излучины. Зрелище блуждания, петляния рек по долинам особенно впечатляет, когда пролетаешь над северными низменными прибрежными равнинами Западной Сибири, Якутии, Чукотки и др. Толщина же пойменных песчано-иловатых отложений не может существенно превышать максимальную высоту подъема паводковых вод над руслом в половодье. Но даже на наиболее крупных реках, таких, как Обь, Енисей, Лена, эта высота редко превосходит 15 м. Следовательно, именно такой и не более может быть толщина мерзлых пойменных отложений с ледяными жилами.
В последнее время некоторыми исследователями предпринимаются попытки вывести из тупика, «спасти» пойменную концепцию роста крупных ледяных жил. Они утверждают, со ссылкой на теоретические положения Н. И. Маккавеева, что при понижении уровня очень мелководных морей Северо-Востока СССР — Лаптевых, Восточно-Сибирского на их осушившемся почти плоском дне реки будут как бы закапываться в своих наносах и накапливать их. При этом делается допущение, что реки не будут активно блуждать по осушившимся низменным равнинам, т. е. меандрировать, а будут течь прямолинейно, дробясь на рукава — фиркируя. Однако почему они будут так себя вести, не ясно, это допущение никак серьезно не аргументируется, а по существу постулируется. Действительно, Н. И. Маккавеевым обосновано положение о том, что если уклон осушающегося морского дна меньше уклона впадающих в море рек, то последние будут накапливать свои наносы на осушенных территориях. Но это совсем не означает, что они не будут блуждать, меандрировать по своим долинам. Напротив! Достаточно посмотреть сверху с борта самолета или вертолета на реки, текущие по почти плоским, заболоченным низменностям вдоль побережий арктических морей. Они извиваются как змеи по днищам долин. Типичен и показателен в этом отношении север одной из величайших низменностей планеты — Западно-Сибирской. Впадающие в Обскую и Тазовскую губы реки Надым, Ныда, Пур, Таз имеют широчайшие, плоскодонные, заболоченные долины в низовьях. Русла их действительно зарываются в своих наносах, но не в пойменных торфянистых илах, а в промытых русловых песках, где крупные ледяные жилы не растут.
В противовес пойменно-речной гипотезе происхождения крупных ледяных жил возникла гипотеза, согласно которой они растут, будучи постепенно засыпаемы пылью, выпадающей из воздуха. Эта гипотеза называется эоловой (Эол — бог ветра у древних греков). Ее активный сторонник и пропагандист в СССР С. В. Томирдиаро, и она является преобладающей среди американских и канадских исследователей-мерзлотоведов, занимающихся проблемой происхождения крупных ледяных жил (Т. Певе и др.). Согласно их представлениям, частицы пыли осаждаются на всех элементах поверхности Земли: болотах, склонах, поймах рек. Они смешиваются с травянисто-моховыми растительными остатками. В результате возникает характерный комплекс торфянисто-иловатых отложений. В них ледяные жилы могут иметь сколь угодно большие размеры вертикали в зависимости от вертикальной протяженности самой толщи эоловых (ветровых) отложений. Особенно благоприятные условия для переноса ветровой пыли в больших количествах сложились, вероятно, около 20 тыс. лет тому назад, когда осушились огромные пространства арктического шельфа и климат Европы, Азии и Северной Америки стал намного суровее и засушливее современного. Сильные зимние морозы сочетались с сухим и достаточно, по-видимому, жарким летом. Ветры, особенно зимние, активно переносили пылеватые частицы с еще не успевшей как следует зарасти мохово-травянистой растительностью поверхности недавно осушенного дна моря.
Эоловая гипотеза кажется стройной, логичной, ей удается избежать основного недостатка пойменной: ледяные жилы могут расти вверх столько, сколько будет накапливаться оседающая из воздуха пыль, а это может продолжаться долго в зависимости от устойчивости сложившихся природных обстановок на определенных этапах геологической истории. Но и в этой гипотезе есть уязвимые места, и она подвергается ожесточенной критике ее противников. Известно, например, что сейчас в Центральной Якутии, районе наиболее сурового климата Северного полушария, и зимой и летом стоит преимущественно безветренная погода. Ветры здесь редкость. Откуда же и каким образом переносилась в эпохи еще большей суровости климата и, по-видимому, большего безветрия ветровая пыль? В условиях сурового, но сухого климата вряд ли могли широко быть развиты заболоченные поверхности с валиковыми полигонами, сопутствующие обычно росту ледяных жил.
Оригинальная гипотеза саморазвития крупных ледяных жил предложена академиком Н. А. Шило. Сущность ее заключается в следующем. Первоначально на стабильной ровной поверхности в результате периодического морозобойного растрескивания грунтов в них возникают ледяные жилы клиновидной формы протяженностью по вертикали 12—16 м. В дальнейшем они растут в высоту и ширину, выжимая часть вмещающих их льдистых горных пород вверх к земной поверхности. Последняя за счет этого постоянно повышается, ледяные жилы как бы сами «закапываются» в мерзлый грунт. С увеличением глубины залегания создаются условия для их дальнейшего роста вверх. Он прекращается тогда, когда общая льдистость мерзлых отложений достигнет своего максимального значения, т. е. 75—90% от общего объема льдогрунтовой толщи. Суммарное повышение земной поверхности в основном за счет льда жил может достигать при этом согласно расчетам 30 м. Складывая первоначальную вертикальную протяженность ледяных жил и их возможное приращение вверх, получаем вертикальные размеры наиболее распространенных крупных ледяных жил — 40—45 м. Соответствующие подсчеты показывают, что на формирование таких больших ледяных жил требуется время порядка 9—12 тыс. лет.
Когда возможности роста ледяных жил исчерпываются, происходит их вскрытие, они начинают вытаивать. Над ними образуются углубления, заполненные водой, которые в местах пересечения ледяных жил имеют четкую крестообразную форму. Соединяясь между собой, углубления превращаются в озера, начинается стадия массового протаивания ледяных жил. Иными словами, ледяные жилы порождают эти озера, а они ликвидируют их, подготавливая новые условия для повторного появления и последующего развития ледяных жил. Таким образом, процесс роста и последующего разрушения крупных ледяных жил, согласно представлениям Н. А. Шило, саморегулируемый и имеет циклический характер.
Ряд исследователей обосновывает возможность формирования крупных ледяных жил при накоплении торфяно-глинистых отложений пологих заболоченных склонов, особенно у их подножия. Характерная особенность ледяных жил в склоновых отложениях — их нередко наблюдаемая изогнутость вниз по уклону. Предполагается, что глинистые склоновые отложения с крупными ледяными жилами имеют весьма широкое распространение в предгорных равнинах и внутригорных котловинах Якутии.
На основе всего сказанного мы должны сделать вывод, что далеко не все еще в вопросе формирования крупных ледяных жил ясно современной науке. Но главное установлено однозначно. Процесс их формирования изначально связан с морозобойным растрескиванием мерзлых грунтов. Жилы — внутригрунтовые мерзлотные образования, но не остатки былых ледниковых покровов. Вместе с тем можно полагать, что крупные ледяные жилы на низменностях севера Азии и Северной Америки представляют собой реликты и являются показателями значительно более суровых, нежели современные, климатических условий. В настоящее время мы нигде, даже в районах самого сурового климата, процесс формирования столь крупных ледяных жил не наблюдаем.
Определенный вклад в дело выяснения условий формирования крупных ледяных жил вносят исследования последних лет на севере Западной Сибири. Здесь на полуостровах Ямал и Гыданский обнаружены очень льдистые отложения, аналогичные тем, которые характерны для приморских низменностей Северной Якутии, так называемый «ледовый комплекс» с крупными ледяными жилами, достигающими иногда вертикальной протяженности 30 м при ширине в верхней, наиболее расширенной части 3—4 м. Ранее считали, что столь крупные сингенетические ледяные жилы распространены только на приморских низменностях Северо-Востока СССР и в Центральной Якутии. Условия залегания жил на севере Западной Сибири очень сходны с теми, что наблюдаются на Северо-Востоке, также сходны и вмещающие жилы мерзлые отложения. В том и другом случае это оторфованные суглинки, чередующиеся с иловатым торфом, реже тонкие пылеватые пески и супеси, слагающие преимущественно верхнюю часть обрывов с ледяными жилами. Форма ледяных жил в целом клиновидная, часто сложная, с пережимами (талиями), жилы по вертикали то расширяются, то суживаются. Горизонтальные слои льдистых горных пород при приближении к боковым контактам жил с разной степенью крутизны загибаются кверху, крупные ледяные прослойки — «пояски» соединяются с выступами — «плечиками» по краям жил. Все признаки указывают на синхронный рост ледяных жил вверх и накопление мерзлых отложений.
Одним словом, несомненно, что протяженные по вертикали жилы на севере Западной Сибири — это типичные сингенетические ледяные жилы, как и, на крайнем Северо-Востоке СССР. Считается, что они также формировались в условиях периодически заливаемых пойм рек. Однако тщательное, детальное изучение отложений, залегающих рядом с жилами, убеждает, что это не пойменные речные, а прибрежно-морские лайдовые накопления.
Лайдами называют низменные, заболоченные участки побережий северных морей и озер с неглубоко залегающей мерзлотой, периодически заливаемые водой в наиболее сильные приливы или нагоны.
Специалистом по простейшим морским микроорганизмам — фораминиферам Г. Н. Недешевой в, казалось бы, совершенно неподходящих для этого отложениях — торфянистых остатках с темным синеватым илом — были обнаружены раковины этих микроорганизмов. Отсюда следует непреложный вывод, что крупные ледяные жилы формировались не в условиях пойм пресноводных рек, где фораминиферы жить не могут, а в условиях периодически затопляемых лайдовых пространств или низменных дельт, куда они попадали во время наиболее сильных приливов и штормовых нагонов морских вод. Конечно, находки раковин морских микроорганизмов в отложениях лайд очень редкое явление, и сделанная находка — результат большой и напряженной исследовательской работы.
Вывод о формировании крупных ледяных жил в процессе накопления лайдовых отложений на низменных прибрежных равнинах был подтвержден также результатами изучения микрорастительных остатков — диатомовых водорослей — Е. И. Поляковой. Диатомовые водоросли, или диатомеи, живут в реках, озерах, морях, даже на льдах. Но во всех этих случаях они различаются по видовому составу. Состав диатомовой флоры из торфянисто-иловатых отложений с крупными ледяными жилами на севере Западной Сибири оказался смешанным. Здесь присутствуют и солоноватоводные, и выносимые в море речные, и почвенно-болотные виды. Такой состав отражает условия морского сильно опресненного мелководья, куда впадают многочисленные реки, дренирующие заболоченные территории, или условия периодически затопляемых морем низменных лайдовых пространств. Сочетание в отложениях остатков типичных морских микроорганизмов — фораминифер и характерного состава микрофлоры диатомовых водорослей не оставляет сомнений в том, что крупные ледяные жилы росли вместе с поднятием вверх поверхности низменных заболоченных лайд и сочетающихся с ними речных дельт.
Лайдово-дельтовые берега чрезвычайно широко распространены вдоль арктических морей и занимают огромные территории. Вокруг полуостровов Ямал и Гыданский, например, они протягиваются изредка прерываемой полосой шириной в несколько десятков километров. Когда в начале лета разливаются реки, пространства между ними в их низовьях сплошь покрыты тонким слоем воды, которая сливается с морской. С воздуха под зеленоватой водной пленкой хорошо видны более глубокие темные извилистые русла рек, текущих в водяных берегах. Любопытно, что многие реки имеют в высокую воду (паводок) в своих низовьях обратное течение. Вода из долин рек переливается в озерные котловины, заполняя их и повышая уровень находящихся вблизи водоемов. К середине лета устанавливается нормальная картина и вода из озер начинает вновь течь в реки. Несомненно, что такие природные обстановки имели место на приморских равнинах Севера и в геологическом прошлом. Также несомненно, что полоса накопления лайдово-дельтовых отложений смещается и смещалась в пространстве вслед за отступающим берегом моря. Особенно широкие территории эта полоса будет занимать, если осушающееся морское дно имеет незначительные уклоны. Известно, что моря Северо-Востока СССР имеют почти плоское дно и очень слабые уклоны. И здесь же наиболее широко распространены толщи торфяно-иловатых отложений с крупными ледяными жилами. Нарисованная картина формирования крупных ледяных жил в процессе накопления лайдово-дельтовых отложений представляется более правдоподобной и с общетеоретических позиций, нежели пойменная концепция.
В заключение следует признать, что пока еще много неразрешимых загадок стоит перед исследователями подземных ледяных жил в отношении общих закономерностей и природных условий их формирования, а также в определении способов и механизма их роста и во многих других аспектах.
Источник: И.Д. Данилов. Подземные льды. Издательство «Недра». Москва. 1990