Свияжские холмы

Здесь лежал лёд толщиной в километр. Холмы, которые вы видите, не всегда были холмами. 20 000 лет назад над этим местом стоял ледник — почти вдвое выше Останкинской башни. Он ушёл и оставил рельеф.

Осмотритесь. Гряды вытянуты в одном направлении, и одни склоны круче других. По ориентации гряд восстанавливают, откуда двигался лёд. Холмы здесь — не холмы в обычном смысле, а валы обломков, которые ледник толкал перед собой и бросил, когда растаял.

Что сделать. Встаньте на каменный круг у столбика и медленно повернитесь на 360°. Найдите глазами направление, в котором вытянуты гряды, — вдоль него двигался лёд.

[!question] Проверить у геолога: связь «крутой склон ↔ направление движения льда». Текст описывает гряды и как «валы обломков, которые ледник толкал перед собой» (конечная морена), но правило «крутой склон указывает, откуда шёл лёд» — это про друмлины (крутая лобовая сторона обращена навстречу льду). Для конечной/напорной морены асимметрия читается иначе. Нужно уточнить, какой именно тип форм на Свияжских грядах, и согласовать с ним направление чтения. До уточнения убрана привязка направления льда к крутизне склонов.

Лёд на малых временах кажется твёрдым. На больших — течёт под собственным весом, как очень медленная река. Нижняя поверхность ледника волочёт камни, песок, глину и работает как напильник: стёсывает породу внизу и собирает материал в валы у края, где лёд тает быстрее, чем успевает принести новый.

Скорость такого движения — около метра в год. За 10 000 лет ледник переносит материал на десятки километров. Тот же приём — маленькая скорость, большое время, крупный эффект — работает у реки, подмывающей берег на миллиметры в год; у мантии Земли, растаскивающей материки на сантиметры; у горных ледников сегодня. Геологам не нужны катастрофы, чтобы объяснить крупные формы рельефа — хватает обычной скорости, умноженной на достаточное время.

Это знают из сравнения: те же гряды с такой же асимметрией и ориентацией находят по всему северу Евразии и Северной Америки — от Карелии до Канадского щита. Форма повторяется там, где когда-то был край ледника, и отсутствует южнее. По направлению гряд восстанавливают, откуда лёд шёл.

Перемешанный материал без сортировки — признак того, что его тащил лёд, а не вода: река разделила бы камни по размеру, ледник — нет. Свияжские холмы — южная окраина последнего оледенения: рельеф уже несёт следы ледника, но ледник сюда едва дошёл, поэтому формы мягкие, без драматичных впадин и скальных выглаживаний Карелии.

Почему ледники приходят и уходят. Ледниковые эпохи — не случайность. Форма орбиты Земли, наклон её оси и направление оси вращения медленно меняются под гравитационным влиянием других планет, главным образом Юпитера. Три независимых цикла — эксцентриситет (~100 тыс. лет), наклон (~41 тыс. лет), прецессия (~23 тыс. лет) — складываются и меняют, сколько солнечного тепла получает северное полушарие летом. Когда лета прохладнее, снег не успевает стаять и за тысячи лет накапливается в ледник. Когда лета теплее — ледник отступает. Это теория Миланковича.

Модель работает не везде одинаково. На скорость оледенений влияют ещё распределение суши и океанов, содержание CO₂ в атмосфере, течения. Без этих усилителей одних орбитальных колебаний для полного цикла оледенения не хватит.

Как это узнаёт наука. Циклы Миланковича проверяют по донным осадкам океана и по слоям ледниковых кернов Гренландии и Антарктиды. В них по соотношению изотопов кислорода читают температуру прошлого — на миллионы лет назад. Ритм в этих записях совпадает с ритмом, рассчитанным из уравнений небесной механики.

Границы этой картины — Лёд не оставил здесь морены. Граница максимального оледенения проходила севернее, и Свияжские холмы — не ледниковые насыпи, а останцы: то, что уцелело от размыва более древних пород. Ледник влиял отсюда на расстоянии, через талые воды и подпор рек. — Перигляциальная зона — не ледник. Территория лежала в приледниковой полосе: мерзлота, разреженная растительность, сильные ветры. Отсюда лёсс, солифлюкция и характерные оплывшие склоны, но не морены и не бараньи лбы. — Уровень воды изменён человеком. Куйбышевское водохранилище с 1957 года подняло воду на десятки метров и превратило часть холмов в острова. Нынешний вид берега — не природная форма, и судить по нему о доледниковом рельефе нельзя. — Возраст слоёв и возраст рельефа — разные величины. Породы, слагающие холмы, пермские, то есть им около 250 миллионов лет; сама форма рельефа моложе на два порядка и продолжает меняться.

О чём спорят Насколько далеко на юг доходило днепровское оледенение, обсуждается больше века. Одни реконструкции проводят границу заметно севернее Волго-Свияжского междуречья, другие допускают ледниковые языки по долинам крупных рек значительно южнее. От ответа зависит происхождение здешних отложений: ледниковые они или водно-ледниковые, принесённые талыми потоками издалека.

Открытый вопрос. Сейчас орбитальные параметры говорят, что следующее оледенение — примерно через 50 000 лет. Но выбросы CO₂ за последние 150 лет уже вывели концентрацию парниковых газов за рамки, в которых орбитальная модель давала надёжные прогнозы. Что победит на ближайшей сотне тысяч лет — астрономия или химия атмосферы — пока открытый вопрос.