Колебания уровня моря

Вторая группа альтернативных направлений применяется в областях с широким распространением четвертичных отложений и форм рельефа, потребовавшим иного научного подхода. Здесь можно выделить четыре основные проблемы, связанные с колебаниями уровня моря, стратиграфией ледниковых отложений, перигля-циальными и аридными ландшафтами.

Колебания уровня моря стали предметом исследований, поскольку во многих областях были обнаружены свидетельства нескольких стадий врезания рек в четвертичном периоде, что маркируется в рельефе долин в виде террас, а вдоль морских побережий сохранились древние террасы наряду с погребенными долинами и следами древних береговых образований, которые впоследствии были затоплены морем. Исследования таких форм проводились с применением методов денудационной хронологии, которые, естественно, были усовершенствованы с учетом достижений в изучении плейстоцена. Здесь особое влияние оказали работы Цейнера (Zeuner, 1945, 1958) и ряда геологов (Wright, 1937; Flint, 1947; Charlesworth, 1957).

При анализе колебаний уровня моря и датировании береговых образований первоначально широко применялась методика А. Болига (Baulig, 1935) и других исследователей, включая Депере, изучавшего средиземноморские террасы. Впоследствии распространилось влияние мастерского синтеза, достигнутого Р. У. Фэйрбриджем (Fairbridge, 1961) и Ф. Цейнером (Zeuner, 1959) при изучении колебаний уровня моря в четвертичном периоде. Цейнер обобщенно представил классическую последовательность этих колебаний (рис. 4-1), причем трансгрессии сопоставлялись с межледниковьями, а регрессии — с оледенениями, и эти колебания накладывались на общее последовательное понижение уровня моря на протяжении плейстоцена. Эта трактовка в принципе носила  гляциоэвстатический  характер,  поскольку колебания уровня моря оценивались по отношению к количеству воды, заключенной в ледниковых покровах во время оледенений и межледниковий. Другие глобальные эвстатические факторы изменений уровня моря — заполнение осадками океанических впадин, что может вызвать повышение уровня моря на 4 мм за 100 лет, то есть 40 м за миллион лет (Higgins, 1965); орогеническая эвстазия, при которой поднятие в ходе горообразования сопровождается образованием океанических впадин разных размеров; геоидальная эвстазия, при которой поверхность океана отражает изменения поверхности геоида за счет неравномерного распределения массы Земли, а это может дать разницу между нижними и верхними значениями до 180 м. Кроме того, на колебания уровня моря (Goudie, 1983) могут оказывать влияние местные факторы, включая: 1) гляциоизостазию, при которой земная кора реагирует на разрастание или сокращение крупных ледниковых покровов; 2) гидроизостазию, когда сходная реакция происходит в отношении больших объемов морских или озерных вод на материковых шельфах и периферии озерных бассейнов; 3) орогенические и эпейрогенические процессы; 4) уплотнение осадков и 5) возросшее гравитационное притяжение за счет воздействия плейстоценовых ледниковых покровов.

Первоначальная модель, основанная на данных по Средиземноморью, была усовершенствована в связи с накоплением обширной информации по всему миру, причем корреляция древнебереговых образований не ограничивалась учетом высот и привлекались утонченные методы абсолютного и относительного датирования. Среди последних наибольшее значение приобрело изотопно-кислородное датирование осадков из глубоководных районов океанов, полученные результаты широко использовались в целях реконструкции изменений климата и динамики оледенения. Кроме того, применение изотопов урана для датирования коралловых берегов (Chappell, 1974) и аминокислотного метода для датирования берегов США (Wehmiller, 1982) весьма способствовало развитию современных представлений и позволило отделить эвстатическую и тектоническую составляющие при изучении берегов, подвергающихся быстрому поднятию. Тем не менее реконструкция хода глобальных колебаний уровня моря, происходивших более 250 ООО лет назад, остается недостаточно определенной. Возможно, здесь нелегко провести простую корреляцию между разными частями земного шара в связи с трудностью дифференцированного учета перемещения литосферных плит.

Исследователи уделяли большое внимание анализу колебаний уровня моря в позднечетвертичное время и, в частности, в голоцене. При обобщении данных по нескольким регионам выяснилось, что в раннем голоцене уровень моря быстро повышался, а в последние 6000 лет темпы этого процесса резко замедлились. Не исключено, что они последовательно уменьшались, около 3600 лет назад возросли и затем оставались постоянными или незначительно колебались относительно современного уровня моря (см. рис. 4-1). В обстоятельном обзоре, подготовленном по проекту № 61 Международной программы геологической корреляции (International Geological Correlation Program), К. Кидсон (Kjdson, 1982) сделал вывод, что поиск универсальной кривой, отражающей эвстатические изменения уровня моря, представляется излишним, так как из-за региональных различий поверхности геоида эти кривые имеют только региональное значение и ни одна часть земной коры не является абсолютно стабильной. При изучении колебаний уровня моря внимание исследователей часто концентрируется на самых молодых стадиях (Tooley, 1978), причем особо учитывается влияние изостазии (Andrews, 1970а).

В Шотландии детальное изучение древнебереговых образований (Sissons, 1976) показало, как сложная система позднедевенсских и фландрских террас подвергалась дифференцированному поднятию с диахронными различиями: участки террас, расположенные ближе к центру области поднятия, оказались вовлеченными в процесс поднятия раньше, чем периферические участки (Smith, Morrison, Jones, Cullingford, 1980). Это заключение, установленное в результате весьма детального нивелирования, позволило уточнить прежние представления о формировании послеледниковых береговых образований и предоставило важную информацию для интерпретации позднечетвертичной истории, которая часто опирается на данные комплекса методов, в том числе геоморфологических и биогеографических.