Баренцево море. В океанографическом отношении этот водоем принадлежит к числу наиболее изученных морей земного шара.
В геологическом отношении оно изучено в меньшей мере. Баренцево море расположено на продолжающихся к северу структурах Русской платформы. Структура, составляющая основу дна, получила название платформы Баренцева моря.
В тектоническом отношении Баренцево море разделяется на области:
4) каледонской складчатости (западная часть Шпицбергена и север Скандинавского полуострова), характеризующейся сильной раздробленностью и неравномерным перемещением складчатого фундамента, что отчетливо выражается в рельефе;
2) верхнепалеозойской складчатости, возможно занимающей восточную часть Шпицбергена; образует широкий пояс в восточной части моря, включающей острова Новой Земли, Вайгач, с продолжением на материке в виде структуры Урала; здесь подмечена связь подводного рельефа с характером расчленения палеозойских структур;
3) платформу Баренцева моря, занимающую наибольшую площадь моря в его центральной части; представляется вероятным, что крупные черты подводного рельефа центральной части моря отображают неравномерное поднятие древнего фундамента платформы; впадины, желоба и подводные возвышенности обусловлены тектонически;
4) глыбу Земли Франца Иосифа, которую образует выступ древнего фундамента, покрытый осадочным чехлом мезозоя с широким распространением покровных излияний базальтов; существенное значение в морфологии дна имеют неотектонические разрывные дислокации.
В истории развития Баренцева моря наиболее существенно отметить господство восходящих движений дна в неогене. Они сопровождались образованием высоко поднятых и сложно расчлененных горных стран на месте былых складчатых поясов и сложно расчлененной равнины. По мнению Ф. Нансена, равнина дна Баренцева моря была приподнята на 400—500 м выше современного уровня моря. По характеристике, которую дал Ф. Нансен, в неогене все дно Баренцева моря было сушей и текущие реки прорыли на этой просторной равнине большие широкие долины. Одна из этих рек промыла глубокую долину между Медвежьим островом и Шпицбергеном. Но особенно могуча была, должно быть, другая река, протекающая по одной из вышеупомянутых больших долин и впадающая к югу от Медвежьего острова в море тогдашнего времени. Бассейн этой реки охватывал всю область Баренцева моря, доходя на севере до восточного побережья Шпицбергена и до Земли Франца Иосифа, на востоке — до горных хребтов Новой Земли, захватывая на юге Белое море и значительную часть северной России. На протяжении своего течения эта река принимала притоки, протекающие по широко разветвленной системе долин, которую мы еще можем проследить на дне Баренцева моря.
В период континентального развития морского дна на платформе Баренцева моря сформировался сложно расчлененный эрозионный и эрозионно-денудационный рельеф. Высоко поднятые складчатые пояса представляли сложно и глубоко расчлененные горные системы с глубоко врезанными долинами рек, продолжающимися среди платформенной равнины. Начало четвертичного периода ознаменовалось накоплением на высоко поднятых горных участках ледниковых масс. На них образовались центры развития четвертичного оледенения.
Сейчас еще нет согласованного мнения о числе оледенений четвертичного времени на островах Баренцева моря. Одни авторы насчитывают до шести оледенений, другие — четыре, большинство же исследователей признает распространение только двух оледенений. В центральных областях оледенения на Новой Земле и Шпицбергене — ледниковые покровы достигали большой мощности. По данным С. А Яковлева, новоземельский ледниковый покров имел мощность до 4000 м, а шпицбергенский до 3500 м. По мнению М. В. Кленовой, в эпоху максимального оледенения в Баренцевом море береговая линия находилась вблизи современной изобаты 200 м. В центральной части моря мог располагаться неглубокий морской бассейн, в который с окружающих пространств высокой суши спускались мощные ледниковые покровы. Там, где они достигали моря, образовались шельфовые ледники.
В конце эпохи максимального оледенения морское дно и острова опустились. Пороги, отделявшие моря Арктического бассейна от Атлантического океана, погрузившись, стали подводными. Создались благоприятные условия для водообмена Арктического бассейна с Атлантическим океаном, приток атлантических вод усилился. В результате началось потепление морей Арктики, развитие тепловодной межледниковой трансгрессии со свойственной ей бореальной атлантической фауной. Известпое значение в развитии межледниковой трансгрессии имело и эвстатическое изменение уровня моря. Трансгрессия межледникового моря охватила широкие пространства прибрежных равнин материка (до высоты 100—150 м), в долинах рек создались далеко врезающиеся в сушу эстуарии. В наступившую затем эпоху второго оледенения береговая линия проходила вблизи современной изобаты 100 м. Типичными для этого времени были сокращение доступа атлантических вод и опреснение моря. Второе оледенение отличалось меньшей мощностью и площадью распространения. Однако новоземельский ледниковый покров, по данным Л. Ф. Рудовица, занимал юго-восточную часть моря; его граница проходила по Канину полуострову, где скандинавский и новоземельский ледниковые покровы соединялись. Мощность ледниковых покровов в эпоху второго оледенения достигала 1400—1500 м.
Переход к поздне — и послеледниковому времени был связан с новым опусканием морского дна, усилением водообмена Арктического бассейна с Атлантическим океаном. Приток атлантических вод и теплые морские течения оказывали большое влияние на таяние льдов, на отмирание и отступание ледниковых покровов с островов, которое было неравномерным. По данным Гренли, новоземельский ледниковый покров, спускаясь к морю, образовал зону шельфового льда мощностью до 700—1000 м. Разрушение его было обусловлено влиянием теплых морских вод; по мере разрушения шельфового льда ледниковые языки сохранялись лишь в фиордах. Наряду с освобождением от ледникового покрова подледниковая депрессия выравнивалась, что привело к поднятию островов. Следы былой береговой линии сохранились на высотах 240, 220, 180—200 м. Дольше всего ледниковый покров задерживался в проливе Маточкин Шар. Он освободился от льда, когда береговая линия была на высоте 200—175 м.
Попутно с отмиранием ледникового покрова все шире и шире осуществлялся водообмен Баренцева моря с Атлантическим океаном. Температуры воды и воздуха повышались. На Земле Франца Иосифа температура воздуха в сравнении с современной повысилась до 15°, а на Новой Земле еще больше. Эпоха наибольшего потепления климата в Арктическом бассейне соответствовала атлантической трансгрессии и, вероятнее всего, была связана с небольшим погружением морского дна. Вслед за развитием атлантической трансгрессии острова вновь стали подниматься, что сопровождалось похолоданием и развитием оледенения. На Новой Земле в это время береговая линия вырабатывалась на высоте 54 м. Последующая смена климатических условий и изменение морского уровня, вызванные эвстатическими причинами в сочетании с неотектоническими движениями берегов и дна моря, привели к современному географическому облику моря.
Общая последовательность событий в истории Баренцева моря может быть представлена так. В неогене господство континентального режима, суша имела расчлененный эрозионный и денудационно-эрозионный рельеф. С оживлением тектонических движений образовались тектонически обусловленные желоба и впадины среди шельфа и тектонические долины на островах. В конце неогена—начале антропогена опускание дна, распространение морской трансгрессии в центральной части моря, накопление льдов на полярных островах и развитие оледенения. В эпоху максимального оледенения береговая линия располагалась вблизи изобаты 200 м, на островах и прилегающей суше образовались покровы льда большой мощности. В межледниковую эпоху оледенение отмирало, тепловодная трансгрессия распространялась в условиях погружения морского дна, острова освобождались от ледникового покрова, затоплялись морем. В эпоху второго оледенения береговая линия располагалась вблизи современной изобаты 100 м, ледниковый покров занимал меньшую площадь и был менее мощным, в краевой части ледниковых покровов широкое распространение имела зона шельфового льда. В позднеледниковый период морское дно опускалось за счет влияния теплых морских вод, оледенение отмирало, ледники сохранялись в фиордах, в депрессиях образовались водоемы озерно-ледникового типа. В послеледниковое время морское дно продолжало опускаться, с наступлением атлантической трансгрессии установился широкий водообмен с Атлантическим океаном. С новым похолоданием в атлантическое время оледенение началось на полярных островах. В суббореальное время, с потеплением климата, оледенение стало сокращаться. Современное поднятие островов (Новая Земля, отдельные участки берегов Шпицбергена), со скоростью до 1 м в столетие, сочетается с опусканием других отдельных участков (западный Шпицберген). Унаследованный наземный рельеф в условиях современной трансгрессии моря изменяется.
Карское море. С течением времени взгляды отдельных исследователей на тектоническую природу Карского моря менялись. Среди них наиболее устойчивым было представление о платформенной структуре — Карской платформе в центральной части моря. В тектоническом отношении дно Карского моря можно разделить на области:
1) верхнепалеозойской складчатости, включающей Новую Землю и прилегающее пространство морского дна; среди нее выделяется молодая Новоземельская впадина, представляющая предгорный прогиб, образованный неотектоническими движениями; в северной части Новой Земли верхнепалеозойская складчатость резко меняет простирание и уходит в платформенную область центральной части Арктического бассейна.
2) мезозойский прогиб в западной части моря, располагающийся между поясом новоземельской складчатости и центральной платформой Карского моря; вероятно, этот прогиб служит прямым продолжением Восточно-Приуральской впадины;
3) Карскую платформу, занимающую центральную часть моря; по мнению Н. С. Воронова, ее формирование закончилось в протерозое; наиболее древней частью платформы является архейская глыба, расположенная между Новой Землей и Северной Землей;
4) верхнепалеозойскую складчатую зону Таймыра и Северной Земли, окаймляющую море с востока и юго-востока; она отличается сложным строением с характерным распространением покровов основных пород — траппов и неотектоническим раздроблением складчатого фундамента, который в последующее время неравномерно переместился.
Неотектонические явления среди Карской платформы подобно плат форме Баренцева моря проявились в разрывных нарушениях. С ними связано образование глубоких желобов в северной части моря — желобов Св. Анны и Воронина, которые в морфоструктурном отношении очень близки к рифтовым депрессиям восточной Африки.
В геологической истории Карского моря можно отметить следующие основные события. В плиоцене морская трансгрессия, охватившая Карское море, распространялась и на Западно-Сибирскую низменность. За трансгрессией последовало поднятие морского дна, распространение суши. Перед четвертичным оледенением поверхность шельфовой суши переживала значительное поднятие, о котором можно судить по глубоко врезанной долине Енисея и по подводным долинам. Из них отметим долины Оби и Енисея, прослеживаемые далеко на север, до впадения их в желоба Св. Анны и Воронина. Сложно расчлененный рельеф Центральной Карской возвышенности в то время формировался под влиянием глубокого эрозионного расчленения.
Четвертичная история Карского моря освещалась в работах В. Н. Сакса. Предполагается, что в эпоху максимального оледенения ледниковый покров распространялся по всей площади современного моря и островов, как и по материковому побережью. Центрами оледенения служили наиболее высоко поднятые острова и горные районы Урала и Таймырского полуострова. В межледниковое время дно Карского моря представляло сушу с развитой системой рек со стоком на север. В межледниковое время континентальная стадия развития сменилась морской стадией, названной В. Н. Саксом санчуговской трансгрессией. Она охватила северные полуострова Западно-Сибирской низменности. Уровень моря здесь был на 100 м выше современного. В это время осуществлялся широкий водообмен с Атлантическим океаном. В развитии трансгрессии атлантических вод наиболее тепловодной считается казанцевская стадия. В эпоху второго оледенения ледниковые покровы образовались на островах Новая Земля и Северная Земля, на высоких горах Таймырского полуострова. Большая часть морского дна представляла тогда (по Саксу), сушу, орошавшуюся реками (эпоха зырянского оледенения).
В наступившее послеледниковое время шельф стал опускаться, распространилась каргинская (по Саксу) тепловодная морская трансгрессия. Она сменилась регрессией, когда море отступило и наиболее мелководные участки морского дна вышли из-под уровня моря, подвергаясь эрозионному расчленению (сартанская стадия). В. Н. Сакс считает, что в сартанское время развилось новое оледенение на островах Карского моря. Последующая морская трансгрессия сопровождалась повышением температуры воды и воздуха, что привело к современным условиям.
Новые исследования В. А. Зубакова и А. И. Попова показали, что развитие оледенения на севере Западной Сибири совпадало с трансгрессиями. На такую связь применительно к центральной Сибири ранее обратил внимание Ю. П. Пармузин. В свете современных данных, последовательность событий четвертичной истории Карского моря, намеченная Саксом, требует существенных исправлений.
Сибирские арктические моря. Море Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское моря объединяют их структурное сходство и история геологического развития. В тектоническом отношении указанные моря относятся к области мезозойской складчатости, завершившейся в конце мелового времени формированием мезозойской платформы. Последующие тектонические движения привели к раздроблению и неравномерному перемещению отдельных частей платформы, к поднятию отдельных глыб и глубокому погружению впадин. Примером первых может служить архипелаг Ново-Сибирских островов с глыбами палеозойского фундамента и сбросовыми впадинами, заполненными мезокайнозойскими отложениями. Наиболее древней представляется структура островов Де-Лонга, глыбы древнего фундамента — Гиперборейской платформы, распространенной в притихоокеанской части Арктического бассейна.
Мезозойские структуры материка продолжаются не только на современном шельфе. В виде подводного хребта Ломоносова они простираются через Арктический бассейн к Северной Америке, где соединяются с мезозойскими структурами — Канадским Арктическим архипелагом в полярной части Североамериканского материка.
Из истории геологического развития сибирских арктических морей нужно отметить следующие события. В плиоцене платформенная суша опускалась и распространилась морская трансгрессия, в связи с чем Арктический бассейн соединился с Тихим океаном. Затем опускание вновь сменилось поднятием, и наступивший континентальный режим развития сохранился до начала четвертичного периода. В раннечетвертичное время суша на месте современного шельфа распространялась за его пределы. Поверхность расчленилась долинами многочисленных рек; вырабатывался эрозионный рельеф.
Наиболее вероятно, что четвертичное оледенение в виде маломощных и малоподвижных покровов ограничивалось наиболее высокими частями островов и горных районов материка. В межледниковое время опускание шельфовой суши на отдельных участках сопровождалось морской трансгрессией, а в северной части материка, возможно, были распространены застойные опресненные водоемы — типа устьевых разливов, Б. Н. Городков отметил, что в последнюю эпоху четвертичного оледенения большие пространства Ново-Сибирских островов оставались свободными от льда; в ландшафтном отношении это были полярные пустыни.
В результате колебательных тектонических движений в зоне шельфа и климатических изменений в поздне — и послеледниковое время сибирские арктические моря приобрели современный географический облик. По времени ледниковые эпохи в пределах рассматриваемых морей не могли совпадать с развитием оледенения в областях Арктики, расположенных западнее. Одновременность оледенения там и здесь можно допустить только при асинхронном развитии оледенения и морской трансгрессии, как это происходило на севере Западной Сибири. Имеющиеся фактические данные еще недостаточны для решения этого вопроса.
Шельфовые моря Канадского Арктического архипелага. Шельф с островами Канадского Арктического архипелага относится к платформе, которую составляют палеозойские складчатые структуры с отдельными выступами на ней докембрийского фундамента. Молодые прогибы в северной части платформы заполнены отложениями мезозойского и кайнозойского возраста.
Начиная с послемелового времени здесь установился континентальный режим, продолжавшийся и в третичное время. На это указывают континентальные и лагунные отложения в северной части архипелага. Оживление тектонических движений в неогене сопровождалось формированием депрессий и неравномерными поднятиями платформенной суши. В то же время углублялись депрессии Баффинова залива (моря) и Девисова пролива.
Развитие четвертичного оледенения здесь было связано с двумя центрами — аляскинским и гренландским. В последний входили Баффинова Земля и о. Элсмир. Острова, расположенные между названными центрами, находились в условиях, неблагоприятных для развития оледенения. Например, на о. Бенкса оледенение было только в восточной части. Этот пример показывает, насколько велики были климатические контрасты и условия оледенения на сравнительно ограниченном пространстве.
В межледниковое время климат был более теплым, о чем свидетельствуют находки теплолюбивой растительности и скопления торфа. В послеледниковое время распространялась морская трансгрессия. При этом отдельные острова претерпевали неравномерные вертикальные движения. Поэтому древние береговые линии этого возраста находятся на Баффиновой Земле на высоте 426 м, на о. Бенкса — 259 м, на п-ове Мелвилл — 196 м, на о. Элсмир — 174 м, на о. Патрика — 120 м. В настоящее время неравномерное поднятие островов продолжается. Это, вероятно, обусловлено оживлением тектонических движений (землетрясения с эпицентрами среди желобов шельфа).
Желтое и Восточно-Китайское моря. Шельф в пределах названных морей отличается большой протяженностью — до 1200 км. На дне этих морей находятся погруженные платформенные структуры, являющиеся прямым продолжением Китайской платформы. Образование морей связано с событиями четвертичного периода. В ледниковое время пространства шельфа являлись частью обширной суши — окраины Азиатского материка. Возможно, что ее прорезали многочисленные реки с фауной пресноводных рыб.
Межледниковое время характеризовалось погружением этой части суши (шельфа), а эпоха второго оледенения — новым поднятием, правда меньшим. В трансгрессию послеледникового времени шельфовые моря приобрели современные очертания.
Арафурское и Тиморское моря. В южном полушарии это наиболее крупные моря. Дно их часто именуют сахульским шельфом. В тектоническом отношении он является продолжением Австралийской платформы на север. Из истории развития данного района известны поднятия, происшедшие в конце третичного времени, когда на месте современного шельфа в течение плиоцена и отчасти четвертичного периода была суша. С погружением ее в четвертичное время образовались шельфовые моря.