Гранты / РФФИ 02-05-64428 / 2004

«Катастрофические позднечетвертичные морские трансгрессии и их связь с эпохами экстремально высокого речного стока в бассейнах Понто-Каспия».

СОДЕРЖАНИЕ

Краткий отчет | Методы и подходы | Развернутый отчет | Основные результаты | Публикации | Исполнители |


Краткий отчёт за третий год исследований (2004 г.). Итоговый отчет.

На основе анализа новых данных по литологии, палеонтологии и геоморфологии хвалынских отложений разработана концепция Позднеледниковых Экстремальных Затоплений (ПЭЗ) или Потопов в бассейнах Понто-Каспия и соседних регионов Северной Евразии.

Выявлены хронологические и причинно-следственные связи морских трансгрессий Понто-Каспия со сверхполоводьями в речных долинах, а также с затоплениями на междуречьях (термокарстовые озёра) и на склонах (солифлюкционные потоки).

Изучена долина слива потопных вод из Каспия в Черное море через Маныч-Керченский пролив. На основе районирования долины Маныча выделены и охарактеризованы 13 продольных морфологических сегментов Маныч-Керченского пролива на всю его длину около 900 км. Выделены и охарактеризованы также 3 поперечных геоморфологических разновозрастных структур. Самые древние аккумулятивные валы и поверхности с уровнем +35 +50 м абс., соответствуют максимальному уровню Хвалынской трансгрессии и самым большим расходом потопа до 50 тыс. м3/сек. Уровень +20 +25 м, соответствует Талгинской осцилляции, а уровень +13 +15 – Буйнакской осцилляции.

Реконструирована хронология и динамика Хвалынской трансгрессии как эпицентра событий ПЭЗ. Её возраст определен в рамках от 17 до 10 тысяч лет, а продолжительность - не более 5-6 тыс. лет. Внутри нее выделяется 10 осцилляций длительностью по 500-600 лет каждая. Обосновывается также трехчленное деление хвалыни на нижнюю, среднюю и верхнюю как проявление более длинных циклов в 1,5 – 2 тыс. лет.

Выполнены палеогидрологические реконструкции внутренних бассейнов Евразии, представляющих собой Каскад Евразийских Бассейнов от Арала через Узбой к Хвалынскому морю, далее через Маныч-Керченский пролив к Новоэвксинскому морю и через Босфор в Мраморное море вплоть до Средиземного моря. Для этих бассейнов выполнены расчеты уровней, площадей акватории и затопления, объемов водных масс, солености, а также объемов водообмена между ними.

Связи между бассейнами прослежены методом трассеров. Понто-Каспийский каскад бассейнов по своим масштабам является крупнейшим в мире, его акватория достигала 1,5 млн. км².

Выявлен уникальный характер Хвалынской трансгрессии и связанных с ней событий ПЭЗ.

Проанализирована степень катастрофичности этих событий и их воздействие на древнего человека. Показано влияние событий ПЭЗ на археологические культуры (Каменная Балка, Косоуцы) и возникновение элементов производящего хозяйства и цивилизации.

Показана полная несостоятельность идеи В. Райана и У. Питмана о "Ноевом Потопе" в Черном море, который происходил в голоцене при поступлении вод из Средиземного моря.


Методы и подходы, использованные в ходе выполнения проекта:

При выполнении проекта использовался комплекс традиционных стандартных методов палеогеографических и палеогидрологических реконструкций. Дополнительно были разработаны и усовершенствованы следующие методы. Среди них метод трассеров палеогидрологических событий в пространстве и во времени на основе прослеживания в разрезах специфических литологических, геохимических, изотопных, палеонтологических показателей; метод трассеров использован для реконструкции Каскада Понто-Каспийских бассейнов. Усовершенствован палеомалакологический метод с использованием изотопных показателей.

Усовершенствован и адаптирован к местным условиям новейший метод высокоразрешающей стратиграфии (High resolution stratigraphy; Porter, 2000)с разрешением стратиграфических подразделений до 1500-2000 лет (субмиллениумный) и до 500 лет (демимиллениумный) уровни.


Развернутый научный отчет:

1.В результате проведеных полевых исследований в Калмыкии, Волгоградской, Ростовской областях и Краснодарском крае, выполнены литологические, геохимические и палеонтологические исследования, а также получены новые радиоуглеродные датировки. Обнаружены новые эпизоды гидрологических событий Хвалынского бассейна и Манычского пролива, в частности открыта Яшкульская осцилляция Хвалынского моря, предшествующая максимальной трансгрессии на уровне +35 +40 м абс., а также более поздних Гудиловской и Лопиловской осцилляций.

2. Показана хронологическая и причинно-следственная связь морских трансгрессий Каспия (Хвалынская) и Черного моря (Новоэвксинская) со сверхполоводьями в долинах рек. Эти явления развивались в фазе дегляциации последнего (Валдайского) оледенения, в интервале от 17-15 до 10-11 тыс. лет. Максимальная фаза затопления в приморской зоне и в речных долинах приурочена к началу этого интервала, что подтверждает, связь между трансгрессиями и сверхполоводьями.

3. География Потопа. Выявлены обширные затопления больших территорий внутренней Евразии особенно в пределах Понто- Каспийского бассейна, приуроченные к эпохе дегляциации последнего Валдайского оледенения. Разработана концепция Позднеледниковых Экстремальных Затоплений (ПЭЗ) или Потопов. Эти события проявились в 4 ландшафтных средах: в приморской зоне (морские трансгрессии), в речных долинах (сверхполоводья, в междуречных пространствах (термокарстовые озёра-палеоаласы) и на склонах (солифлюкционное обводнение). Географические рамки событий Потопа ограничиваются в Северной Евразии на западе Атлантическим океаном, на востоке – Енисеем, на севере – материковым Скандинавским ледниковым щитом и современной границей зоны вечной мерзлоты и на юге горами Средиземноморского пояса. Общая площадь проявлений событий Великого Потопа могла достигать 10 млн. км².

4. Проведена реконструкция параметров долин сброса потопных вод во время ПЭЗ по Манычской долине и Босфору. Реконструирована морфология Маныч-Керченского пролива на основе продольного районирования по всей длине пролива, а также выявления в поперечных профилях признаков (морфологических и литологических) существования нескольких этапов функционирования пролива при разных уровнях Ранне- Хвалынского бассейна. Выделены и количественно охарактеризованы 14 тектоно-геоморфологических структур - сегментов пролива (с востока на запад):

  • 1) Чограйский залив Ранне-Хвалынского моря – вход в пролив
  • 2) Зунда-Толгинский пережим;
  • 3) Калаусский конус выноса;
  • 4) Цаганхакское расширение;
  • 5) Гудиловский бассейн - максимальное расширение долины в районе озере Маныч-Гудило;
  • 6) Сальское сужение;
  • 7) Нижне-Манычское расширение;
  • 8) Нижне-Донская долина;
  • 9) Ростовско-Батайское сужение;
  • 10) Таганрогский бассейн;
  • 11) Должанское сужение;
  • 12) Азовский бассейн;
  • 13) Керченский пролив;
  • 14) Палеодельта Дона на шельфе Чёрного моря.

    В поперечной структуре Маныч-Керченского пролива, выявляются 3 разновозрастные генерации аккумулятивных форм: наиболее древняя с абс. отметками 40-50 м(максимальный уровень Хвалынской трансгрессии). Более молодая генерация с высотами +20 +25 м, связана с Талгинской трансгрессией также содержит хвалынскую фауну моллюсков. Низкие аккумулятивные формы с высотами +13 +15 м, можно отнести к уровню 22-метровой Буйнакской осцилляции.

    В строении Манычской долины могут быть отражены 3 эпизода сброса каспийских вод в Черное море.

    Реконструированы основные показатели Маныч-Керченского пролива: длина 1000-900 км, ширина 10-60 км, глубина до 30-50 м, расход воды, рассчитанный в теснине Зунда-Толга – до 50 тыс. м3/сек, соленость до 10‰, скорости течения до 20-30 см/сек, уклон дна 0,0001, перепад высот в начале Новоэвксинской трансгрессии 150 м, в конце – 100 м.

    На основе этих реконструкций и с помощью формулы Шези рассчитаны расходы воды через пролив в районе Зунда-Толгинского сужения: до 50 000 м3/с или до 1000 км³/год (при уровне моря +50 и отметке дна пролива +20м абс.). Однако, в случае, если первоначальный порог стока в Манычском проливе был выше (+40) расходы через пролив могли быть на порядок ниже и приближались к современным расходам Волги (8000 м3/с, 250 км³/год).

    5. Хронология Потопа. Реконструированы временные рамки событий Великого Потопа и динамика развития Хвалынской трансгрессии Каспия, как эпицентра морских событий ПЭЗ. Анализ абсолютных датировок привел к выводу, что Хвалынская трансгрессия развивалась в интервале времени от 16-17 до 10- 11 тысяч лет и имела продолжительность около 6 тысяч лет.

    Выделяется за это время 10 осцилляций, их индикаторами на фазе спада являются 9 морских террас и одна осцилляция на фазе подъема уровня до +35 +40 м (Яшкульская) непосредственно перед максимумом трансгрессии на отметке +50 м абс. Продолжительность каждого цикла осцилляции составляет 500-600 лет, причем они группируются в более длительные циклы длительностью 1,5-2 тыс. лет. Эти трансгрессивные циклы – Ранне-Хвалынский, Средне-Хвалынский и Поздне-Хвалынский разделены между собой достаточно глубокими регрессиями: Эльтонской и Енотаевской. Возраст максимальной осцилляции определяется около 15-17 тысяч лет, она связана с потеплением климата первого интерстадиала после максимума Валдайского оледенения (Ляско) и ледниковым событием Гейнриха-1 (14,3-15 тыс. лет) – первым крупным потеплением и горизонтом гальки ледового разноса.

    Развитие Хвалынской трансгрессии имело асимметричный характер: первый этап - очень быстрый подъем уровня с амплитудой до 170-190 м, происходивший в течение одной-двух сотен лет, и второй этап - более медленное циклическое возвратно-поступательное снижение уровня до отметок –10 –12 м абс. в течение 5-6 тысяч лет. К сожалению, мы можем реконструировать детально только фазу спада, а детали фазы подъема пока неясны. Нами установлено, что максимальной фазе предшествовала Яшкульская осцилляция до уровня +35 +40 м абс., но ее ранг и датирование пока не выявлены.

    Быстрый подъем уровня подтверждается также характером нижнего контакта шоколадных глин: там совершенно отсутствуют следы эрозии или переработки осадков в волноприбойной зоне и совсем нет переходных грубозернистых отложений, типичных для классических базальных пачек трансгрессивных серий.

    6. Выполнены палеогидрологические реконструкции внутренних морских бассейнов Евразии для первой (максимальной)фазы Великого Потопа 17-14 тыс. лет назад. В это время все бассейны Понто-Каспия были изолированы от влияния океана и представляли собой внутренние озера-моря, причем проточные, со стоком в соседние бассейны. Эти водоемы образовали уникальный по размерам и запасам водных масс Каскад Евразийских Бассейнов, начинавшийся в Центральной Азии с истоков Амударьи, Сырдарьи и Чу, Арало-Сарыкамышский бассейн – Узбой – Раннехвалынский бассейн – Маныч-Керченский пролив – Новоэвксинский бассейн – пролив Босфор – Мраморное море – Дарданеллы и заканчивался в Средиземном море. Рассчитаны площади и объемы всех этих бассейнов, также как и объемы водообмена между ними. Общая площадь бассейнов Каскада достигала 1,5 млн. км², площадь затопления в приморской зоне – до 1 млн. км², объем водных масс оценивается до 700 тыс. км³, общая длина системы бассейнов Каскада от Арала до Эгейского моря достигала 3,5 тыс. километров, из них соединительных бассейнов – до 1500 км. Центральным бассейном, собирающим большую часть стока Средней Азии и Восточной Европы, и своеобразным эпицентром Всемирного Потопа, был Ранне-Хвалынский бассейн с площадью до 1 млн. км², т.е. в 6,5 раза превышал акваторию предшествующего Ательского бассейна. Объемом водных масс более 130 тыс. км³ в 2,5 раза превышал объем предшествовавшего Ательского бассейна. Произошли и качественные изменения гидрографии региона затопления: полностью исчезли крупнейшие каспийские дельты Волги, Урала, Терека, Куры, а устья этих рек переместились далеко вглубь континента, образуя крупные эстуарии. В долине Волги при затоплении водами Ранне- Хвалынского моря образовался огромный эстуарий длиной 800 км и шириной до 50-80 км. В нем происходило накопление толщи «шоколадных» глин.

    7. Не подтвердился факт катастрофического Черноморского потопа В. Райана 7400 лет назад. В это время впадина Черного моря была уже заполнена водами Средиземного моря до отметок – 20 –30 м (первое появление морской фауны отмечено уже 10 тыс. лет назад). Этому потопу также противоречит выявление отложений дельты Босфора на шельфе Мраморного моря на глубинах 30-40 м, что является показателем потока вод не в Черное море, а наоборот, сток по Босфору на юг. Оценка В. Райаном площади затопления (100 тыс. км²) также неправдоподобно завышена (в 3 раза), т.к. площадь всего шельфа Черного моря выше отметок –100 м составляет всего 53 тыс. км², а Азовского моря тогда еще не было, т.к. его максимальная глубина всего 14 м. Расчеты подъема уровня и затопления шельфа 14 см/год также нереальны, т.к. для такого потопа необходимы такие количества воды (по нашим подсчетам 60 тыс. км³/год), которые многократно превышают пропускную способность Босфора. Сейчас в Черном море по Босфору поступает всего 300 км³/год воды из Мраморного моря, а общий объем водообмена через Босфор не превышает 900 км³/год. Однако по нашей концепции потоп, вернее катастрофическое затопление шельфа Черного моря, все же могло иметь место в интервале 17-14 тыс. лет назад, когда это море было изолировано и начался сброс вод из Каспия по Маныч- Керченскому проливу в объеме более 1000 км³/год. Этого объема достаточно для заполнения Черноморской котловины до уровня минус 30 м абс. всего за несколько десятков лет. Вот тогда и начался сброс опресненных вод из Черного моря по Босфору в Мраморное море, однако площадь затопления несопоставима с Каспийским потопом. Площадь затопления на шельфе Черного моря не превышала 35 тыс. км², что в 30 раз меньше, чем в котловине Каспия (около 1млн. км²).

    8. Выявлены следы Потопа в археологических стоянках позднего палеолита: Каменная Балка, Косоуцы, Авдеево и др. Эти следы выражены в формировании субаквальных отложений на склонах: палевые суглинки в Каменной Балке (средний культурный слой, 17-14 тыс. лет), косослоистые пески на стоянке Косоуцы (эпиграветт), с возрастом 17-15 тыс. лет. В них содержится фауна пресноводных моллюсков и остатки диатомовых. Показано, что Маныч-Керченский пролив представлял собой барьер для обмена археологических культур Каменной Балки с Кавказом и Ближним Востоком в узком временном интервале 17-14 тыс. лет. В это время в Каменной Балке на смену культуры геометрических микролитов Ближневосточного типа появилась автохтонная Каменнобалковская культура без микролитов. После 14 тыс. лет, когда пролив прекратил существование, отмечается новая волна появления геометрических микролитов с Ближнего Востока.

    9. Выявлено, что события Великого Потопа могли стимулировать появление первых элементов производящего хозяйства и цивилизации. Сразу после окончания Потопов, в самом начале голоцена, фиксируются древнейшие свидетельства одомашнивания лошади (Матюшин 1980), а также появление судоходства на берегах древнего Каспия, судя по наскальным рисункам древних лодок Гобустана (Джафарзаде 1974).

    Степень новизны полученных результатов.

    1. Впервые показано, что Хвалынская трансгрессии Понто-Каспия и сверхполоводья в долинах рек могут интерпретироваться как события Всемирного Потопа, если он действительно был. На основе новых полевых и аналитических исследований получены количественные характеристики катастрофических затоплений в долинах рек и в бассейнах Понто-Каспия, а также рассчитаны объемы водообмена между этими бассейнами и объемы сброса водных масс из Центральной Азии в Средиземное море.

    2. Впервые реконструирован каскад Понто-Каспийских бассейнов от Арала до Средиземного моря, как проявление морских событий ПЭЗ.

    3. События ПЭЗ прослеживаются в регионе Внутренней Евразии, от Атлантики до Енисея.

    4. Разработана хронология событий Великого Потопа, показано, что они развивались в интервале 17-10 тысяч лет назад, продолжительность этих событий – около 6 тыс. лет. Апогей Потопа датируется в более узком интервале 17-15 тыс. лет, а продолжительность катастрофического подъема уровня амплитудой до 200 м был ограничен 1-2 столетиями. Показано, что затопление произошло не однократно, а повторялось не менее 10 раз при снижении масштабов затопления и амплитуды колебаний уровня морских бассейнов и уменьшения расходов воды при сверхполоводьях.

    5. Впервые выявлены источники водных масс потопа, они обнаружены в долинах рек в макромеандрах, свидетельствующих о сверхполоводьях, в периоды многократного (4-30 раз) возрастания расходов. Исходными источниками в долинах является тающая вечная мерзлота на водоразделах и склонах.

    6. Впервые показан экстремальный характер Хвалынской трансгрессии и других событий ПЭЗ. По масштабам, скоростям и интенсивности максимально высокий подъем уровня и наибольшие площади затопления являются не обычными циклическими трансгрессиями, а выходят за их рамки и могут рассматриваться как стрессовые для человека и катастрофические для условий его обитания.

    7. Впервые эти события увязаны с археологическими данными на палеолитических стоянках Каменная Балка, Авдеево, Быки. Проведена увязка гидроклиматических событий с историей древнего человека в позднем палеолите и обнаружены следы этого влияния в изменении археологических культур, в частности, появление и исчезновение геометрических микролитов, принесенных древним человеком с Ближнего Востока.Показана роль событий Великого Потопа в возникновении элементов производящего хозяйства и цивилизации.

    8. Выявлены мифологические источники событий Всемирного Потопа, в частности показано, что Каскад Евразийских Бассейнов очень близок к описанию моря Ворукаша из древнеарийских эпосов «Ригведа» и «Авеста».

    9. Введены и применены новые научные понятия и термины: Позднеледниковые Экстремальные Затопления, сверхполоводья, Каскад Евразийских Бассейнов (Море Ворукаша), криосуспензиты, Высокоразрешающая стратиграфия, метод трассеров.

    Сопоставление полученных результатов с мировым уровнем.

    Мировой уровень проводимых исследований подтвердился не только публикациями в иностранных журналах, но и в ходе прямой дискуссии на международных научных форумах. Основные результаты работы по проекту докладывались руководителем проекта в октябре и ноябре 2003 г. в Колумбийском университете, г. Нью-Йорк, на международной конференции «Черноморский Потоп: археологические и геологические свидетельства», на Международном съезде американских геологов (GSA) в г. Сиэттле, на Симпозиуме № 189 «Всемирный Потоп и позднечетвертичная археологическая и геологическая история Черного моря и соседних бассейнов», а также на Международном Конгрессе ИНКВА в г. Рино, США, в июле 2003 г. (сессия № 81). Прямые дискуссии с авторами американской версии идеи Всемирного Потопа Б. Райаном и У. Питманом проводились непосредственно на материалах и кернах глубоководного бурения в Черном море хранящимся в Ламонт-Догерти обсерватории Колумбийского Университета в Палисадес, штат Нью-Йорк. На этих дискуссиях выявилось, что идеи Б. Райана и У. Питмана подверглись резкой критике и не подтверждаются другими исследователями. Зато наша новая концепция Всемирного Потопа со стороны Евразийского континента и под влиянием стока из Каспия получила одобрение и признание (см. публикацию «Черноморский Потоп» в журнале "New Scientist" № 17 от 26 июля 2003 г. Руководителем проекта подготовлена и сданы в печать материалы для публикации в виде отдельного раздела в монографии о Всемирном Потопе «Problem of the Black Sea Noah's Flood», готовящейся американским издательством "Cluver interscience publication".


    Публикации по результатам исследований:

    1. Е.Н. Бадюкова. Бэровские бугры и камы — формы образованные «пластовым» потоком. Тезисы доклада материалы XXVIII геоморфологической комиссии Рельефообразовательные процессы: теория, практика, методы исследования.

    2. Е.Н. Бадюкова. Одно из доказательств соединения Каспийского и Черного морей в конце позднехвалынского времени. Статья в журнале Геоморфология.

    3. A.L. Tchepalyga. Great Flood in the Ponto-Caspian basin. Статья в сборнике: 5th International Symposium on Eastern Mediterranean Geology. Thessaloniki, Greece.

    4. A.L. Tchepalyga. Holocene Black Sea level oscillations and their impact on ancient Greek and Roman settlements in Taman peninsula. Статья в сборнике 5th International Symposium on Eastern Mediterranean Geology. Thessaloniki, Greece.

    5. А.Л.Чепалыга. Малакологический метод. Статья в сборнике: Естественно-научные методы исследования культурных слоев древних поселений.

    6. А.Л. Чепалыга. Позднеледниковое затопление Понто-Каспийского бассейна как прототип Всемирного Потопа. Тезисы доклада: Материалы международной конференции: Экология Антропогена и современности, Природа и Человек.

    7.А.Л. Чепалыга и др. Каспийско-Черноморский водообмен по Маныч-Керченскому проливу в позднем плейстоцене. Тезисы доклада: Материалы международной конференции: Экология Антропогена и современности, Природа и Человек.

    8. A.L. Tchepalyga. The Late Glacial Great Flood in the Ponto-Caspian basin. Статья в сборнике: Problem of the Black Sea Noahs Flood.


    Исполнители проекта:

    Чепалыга Андрей Леонидович — руководитель, ИГ РАН

    Пирогов Андрей Николаевич — МПГУ

    Бадюкова Екатерина Николаевна — ИГ РАН

    Павлова Елена Михайловна — ИГ РАН

    Панин Андрей Валерьевич — МГУ, Географический факультет

    Садчикова Тамара Александровна — ГИН РАН

    Светлицкая Татьяна Валерьевна — ИГ РАН