Impacts of Holocene perturbations of the Onega-Ladoga hydrological system on the ancient coastal population

Full Text

Тема «Человек и природная среда» столетие разрабатывалась археологами, палеогеографами и продолжает успешно исследоваться с участием экологов, в основном на отдельных объектах и в районах, в рамках климатической парадигмы. Система жизнеобеспечения древнего населения побережья крупных водных бассейнов Северо-Запада России, начиная с позднемезолитического времени (не позднее 7 тыс. до н.э.), была в значительной степени основана на эксплуатации водных ресурсов, что оказало непосредственное влияние на систему расселения. Соответственно, изменения уровня воды находили свое отражение и в расположении и стратиграфии археологических объектов. На Северо-Западе России в области последнего оледенения учитывается и геодинамическая составляющая в виде регионального поднятия земной коры в голоцене, с односторонним перекосом с северо-запада к юго-востоку.

Подход автора. Автором геодинамический подход расширяется путем рассмотрения, помимо длительной, эволюционной составляющей, редких сейсмотектонических пароксизмов с перестройками гидрографической сети и водного режима и с катастрофическими следствиями для неолитического населения региона. Такой, новый подход предопределен двумя факторами: 1) огромной площадью и сложностью гидрографической среды в регионе, с которой его древние насельники были тесно связаны (фактор известный) и 2) выявлением при специальных исследованиях проявлений в регионе в течение всего голоцена мощных сейсмических возмущений (фактор малоизвестный, недавно выявленный). В последние десятилетия в регионе удалось сначала обнаружить, а затем обосновать и параметризовать крупные сейсмотектонические подвижки, мощные землетрясения, в ряде случаев сопровождавшиеся цунами в течение голоцена [1; 2]. При высокомагнитудных, М≥6,0, I≥VIII–IX баллов, событиях моментально нарушалось равновесие земной коры, разрывы и перемещения по ним на метры меняли рельеф и отражались в ландшафтах. Мощные землетрясения порождали крупные цунами в местных бассейнах. Обнаружение таких реалий заставляет, вместо принимавшегося a priori и принимаемого по традиции (без анализа) варианта преодоления порога стока крупных бассейнов – простым переливом, искать признаки и анализировать и другие варианты, а именно перехлест, прорыв, т.е. рассматривать не только медленные, длительные изменения элементов гидросреды, но и драматические перевороты в ней.

Объект исследования: крупнейшая Онежско-Ладожская гидрологическая система в ее трансформации. Изучаемый период: голоцен, последние примерно 7 тыс. л. BP. Способ исследования: анализ свойств, масштаба, возраста, последовательности и взаимосвязи выдающихся по силе пароксизмов – землетрясений, цунами, сокрушительных водных валов через пороги стока, по каналам стока (причина – цепь процессов – следствия). Конечная задача: выяснение механизма событий, их кардинальных воздействий на природную среду и ее неолитических обитателей, воздействий моментальных, продолженных и отдаленных.

Опорные участки. Ныне в каждом сейсмолинеаменте, а на крупнейших из них – в каждом секторе линеамента, установлено по несколько мощных землетрясений прошлого не только в позднеледниковый период, но и в голоцене, включая и поздний голоцен, вплоть до последних 0,5 тыс. лет [1]. Узловыми в данном рассмотрении выбраны участки: исток р. Вуоксы из оз. Сайма (1), исток р. Свирь из Онежского озера (2) и исток р. Невы – из Ладожского озера (ЛО) (3). Они рассмотрены последовательно.

Участок 1. Изменение стока вод из Сайменской водной системы в сторону ЛО вместо прежнего стока в Финский залив датировано 5,7 тыс. л.н. кал., и оно рассматривалось как следствие медленного перекоса земной коры в виде спокойного перелива через гряду Сальпаусселька 1 и в ранних работах Седергольма и Шурфбека, и в позднейших [3]. «Поднимающиеся воды [озера Сайма во время трансгрессии, начиная с 8 тыс. л. н. ¹⁴C] прорвали гряду [Сальпаусселька I], и таким образом возникла река Вуокса, а ниже по течению и крупная стремнина Иматры» [3, p. 59]. Но такое толкование не объясняло некоторых, уже тогда известных особенностей на участке прорыва. На основании ряда косвенных данных автор предположил прорыв сайменских вод по прорану – сейсмотектоническому рву на участке порогов Иматры, порожденному сильным землетрясением, что получило подтверждение при обследовании летом 2016 г. этого участка С.В. Шваревым и Д.А. Субетто [4]. В ныне сухом (после постройки плотины в 1936 г.) русле р. Вуоксы на участке порогов обнаружена система расколов и смещений в скальных породах, определяемая как сейсмодислокация. Свежесть бортов и граней трещин (в русле!) свидетельствует об их молодости. На левом борту русла и в нем видны свежие сейсмогравитационные обвалы, хотя породы наклонены внутрь склона, т.е. свалы шли против силы тяжести. Интенсивность местного землетрясения 5,7 тыс. л.н. кал. определена в VIII–IX баллов. За ним следовали сильное цунами и внезапный прорыв озерных вод по небольшой ложбине Вуоксениска и единовременный спуск уровня оз. Сайма на 2–2,5 м [4]. Допускаемого исследователями «сайменского затопления» в результате прорыва вод оз. Сайма к Ю в бассейне среднего и нижнего течения р. Вуоксы [5] случиться не могло. Кратковременное «затопление» возникло только в верхнем течении р. Вуоксы с образованием серии дельт и террас. Но на обширной площади северной части Карельского перешейка возникли сильные сейсмические колебания дневной поверхности и от них – местные цунами по берегам многих озер, разрушившие многие прибрежные неолитические стоянки: Вещево 1, Куркиеки 35, Силино, Хэпо-ярви, следы перемыва которых отчетливо зафиксированы [5]. Внезапная смена направления стока вод обширной Сайменской системы с ЮЗ, в Финский залив, на ЮВ, в Ладогу, положила начало Ладожской трансгрессии [ЛТ] в голоцене.

Участок 2. На юге Онежского озера (ОО) довоенными геологическими и археологическими исследованиями Б.Ф. Землякова и В.И. Равдоникаса в истоке р. Свирь установлены признаки необычных палеогеографических событий на участке [6; 7]. Едва ли не основным оказалось обнаружение неолитических местонахождений и, главное, разнос артефактов по левобережью на 0,7 км, а вообще перемыв и переотложение артефактов от истока р. Свирь вниз по ее течению на 60–90 км. «Вода, перемывшая здесь культурные отложения в их первоначальном залегании, уничтожила следы самих жилищ, выровняла рельеф, унесла уголь с золой, также костные остатки и др.» [7, с. 204]. Столь далекое переотложение столь неплавучих артефактов, как керамика, невозможно объяснить переносом водами обычно спокойно, даже в периоды высокой воды в озере, изливающейся из него р. Свирь. Все выявленные признаки переотложения потоком указывают на его необычайную мощность, стремительность, а также на внезапность возникновения и непродолжительность. Это не могли быть временные ветровой нагон или шторм и просто усиление объема и скорости стока. Мощный водный вал вырвался из ОО, но не благодаря прорыву перемычки, а перехлестом через нее. Мощный внезапный накат – это вал мощного, возникшего в озере цунами. Подобные цунами, в свою очередь, не возникают без сильных, разрушительного характера, I≥VIII–IX баллов, землетрясений. Такие землетрясения голоценового возраста исследованы карельскими специалистами в северной части Онежской котловины (А.Д. Лукашов, А.П. Журавлев, И.М. Экман). В.И. Равдоникас установил «абсолютное сходство керамики и орудий Вознесенской стоянки в истоке р. Свирь с ладожскими А.А. Иностранцева» [8]. Возраст находок на Ладоге ныне определяется в интервале 7,5–3 тыс. л.н. [9; 10].

Вывод о позднеголоценовом цунами на ОО – это не дедуктивное соображение, а современная интерпретация давно опубликованных, но не идентифицированных фактов. По всему южному обрамлению ОО (от устья р. Андома до истока р. Свирь) развиты мощные голоценовые торфяники – несомненный показатель длительных субаэральных условий. Нахождение здесь во многих скважинах чуждого среди торфа песчаного прослоя толщиной в 20–25 см – это свидетельство резкого изменения обстановки, а именно весьма динамичного, единовременного в обширной низине по южному обрамлению Онежского бассейна наката озерных вод. В рамках ранних представлений факт толковался как признак трансгрессии [11], что отвергалось Б.Ф. Земляковым [6]. Признание воздействия крупного цунами в ОО, с выбросом вод по и ранее существовавшей долине р. Свирь – это единственное правдоподобное объяснение вышеуказанных, ставивших ранее исследователей в тупик «странностей».

Мощное землетрясение на севере ОО, обширное цунами на юге, перехлест всеразрушающего водного вала из озера в долину верхнего течения р. Свирь и по ней – все эти события экстремальны, импульсны, т.е. отражают региональный природный пароксизм. Время события определяется разными способами согласованно – по типу керамики (ямочно-гребенчатой), по СПА спектрам (начало Sв) и по ¹⁴С (~4,7 тыс. л.н. и 5,3 тыс. л.н. кал.) (В.И. Равдоникас, Б.Ф. Земляков, Н.Н. Горюнова, А.П. Журавлев, А.Д. Лукашов).

Участок 3. Вопрос о переходе Ладожского бассейна из стадии бессточного, в течение ЛТ, в сточный в ее конце, обсуждался на протяжении ста лет. Диапазон мнений о начале стока из ЛО и возникновении р. Невы колебался от представления о существовании р. Невы «всегда» (Н.Н. Верзилин) до суждения о ее возникновении в IX в. н.э. (Д.Д. Квасов). Ныне, на основе комплексного изучения уровней и разрезов по периферии ЛО, с набором датировок по ¹⁴С, обоснованным признано начало спуска уровня ЛО (прорыв Невы) 3,1–3,0 л.н. Это обосновывалось в начале 70-х гг. XX в. М. Саарнисто, А.А. Лийва, Г.С. Бискэ, И.М. Экманом и др. (рис. 1, 2) и теперь закреплено в обобщающих работах по региону [12]. Начиная с первых работ cкандинавских исследователей (G. De Geer, J. Ailio), речь шла о переливе вод озера через порог стока вблизи нынешних Ивановских порогов за счет послеледникового постепенного, но неравномерного в пространстве с перекосом к ЮВ, поднятия ЮВ фланга области оледенения. Представление о спокойном переливе вод озера в ходе ЛТ (К.К. Марков, Д.Д. Квасов, П.М. Долуханов и мн. др.) вполне умозрительно. Оно не раскрывает механизма события и несостоятельно уже потому, что уровень Ладоги в максимум ЛТ достигал 15(-16) м (рис. 1), тогда как порог стока находился на 2–3 м выше. Перелив и последовавший быстрый спуск вод Ладоги мог осуществиться только при сильном, внезапном и скачкообразном возмущении водных масс озера и их мощном боковом натиске в горловину залива, с превышением озерного уровня не менее чем на 5 м. Это был моментальный прорыв, породить который могло только мощное цунами в узком дефиле [9]. Согласующиеся на разных берегах ЛО датировки, не менее чем в 10–15 местах по периметру бассейна, максимума ЛТ определяют время максимума 3,1–3,0 тыс. л.н., с последующим очень быстрым спуском уровня. Этим же временем теперь датируется мощное сейсмическое событие в бассейне с эпицентром у западного побережья [2].

Именно в это время фиксировано разрушение и прекращение обитания ряда неолитических поселений на Ю побережье ЛО в Подолье, в устьях рр. Волхов, Сясь, на р. Свирь (Негежема), а также, вероятно, по Неве у Ивановских порогов. Считать это случайным совпадением трудно. Едва ли не решающим аргументом в пользу признания возникшего в это время в бассейне катаклизма служат материалы в [8] в интерпретации автора [9] и наблюдения в большом разрезе в низовьях р. Оять [13].

Рисунок 1 – Современные высотные отметки максимума ладожской трансгрессии на опорных участках побережья Ладожского озера и продольный профиль по условной медианной линии

По данным А.А. Иностранцева [8], при прорытии Ладожских каналов все остатки обнаруживались в переотложенном, рассеянном и фрагментированном состоянии, на нескольких стратиграфических уровнях. Слои намывного торфа, в том числе с человеческими черепами и их фрагментами, встречались ниже современного уровня ЛО на 1,4–1,5, 2,5–2,6 и 3,5 м. Это означает, что перемыв и переотложение остатков существовавшего изначально в субаэральных условиях культурного слоя происходили при ЛТ от 5,7 тыс. л.н. (время прорыва р. Вуоксы в бассейн ЛО) до ~3,1 тыс. л.н. (начало спада уровня ЛО).

В работе [10] на подробно исследованном участке нижнего течения р. Волхов с многими ¹⁴С датировками обосновывается, что начало заселения Ю берега ЛО восходит к 8,5–7,5 тыс. л.н. ¹⁴С и продолжалось до 5 или до 3 тыс. л.н. (по 4-м датировкам). В течение ЛТ культурные слои перемывались, артефакты, угли, кости людей и животных переотлагались. Примечательно нахождение в разрезе низкой, 2,5-метровой террасы переотложенных фрагментов древесины среднеголоценового возраста со следами искусственной рубки, как косвенное указание на продолжение в этот период обитания неолитических людей в ближайшей окрестности и в процессе ЛТ, что следует и из других фактов в округе. Основной размыв связан, вероятно, с мощным цунами около 3 тыс. л.н. на Ю побережье ЛО [9].

Исключительная в серии дат из низкой террасы датировка 2 тыс. л.н. кал. дает основание относить всю аккумулятивную толщу низкой террасы примерно к этому времени [10], между тем как 11–12 м терраса, к которой низкая прислонена, закончила формирование около 3 тыс. л.н. (максимум ЛТ). Для понимания специфики событий на пике ЛТ в Ю части бассейна важны результаты изучения обширного разреза террасы высотой над современным зеркалом вод ЛО 9–10 м на левом берегу р. Оять в ее нижнем течении [13]. В теле террасы отложения ЛТ содержат разнообразные деформации, определенно идентифицированные в качестве сейсмонарушений с возрастом в пределах 4,7–2,8 тыс. л.н. ¹⁴С. Авторы исследования резонно наметили их связь с сейсмическим событием 3 тыс. л.н. Но здесь ими остался незамеченным еще один, весьма специфический вид нарушения позднеголоценовых осадков. На одном из участков обнажения в его приповерхностной части, в полосе толщиной до 1,5 м, слоистые в своей основе бассейновые осадки в вертикальном сечении выглядят как растресканный с неравномерным, максимально вверху, смещением вбок, пудинг, т.е. первичная горизонтальная структура толщи оказалась не только нарушена боковым воздействием, но возникшие вертикальные щели в ней заполнились чуждым мелкоземом. Иными словами, верхняя часть разреза здесь, по контрасту с нижней, в момент (сразу после) сейсмического воздействия была всесторонне объята мощно возмущенной водной массой, оказавшись как бы «взвешенной» в ней. Движение происходило вверх по долине р. Оять, в восточном направлении. Обычные сейсмодеформации в компетентном грунте никогда таких «пудингов» не образуют. Столь мощной динамической, латерально движущейся водной стихией после землетрясения могло стать только порожденное им же цунами.

Рисунок 2 – Сравнение кривых хода уровня Ладожского озера в голоцене по разным авторам. I – [14], II – [15], III – по автору. 1, 2, 3 – намечаемые фазы спуска водного уровня Ладоги после максимума ладожской трансгрессии

Обобщение. В рамках обозначенного геодинамического подхода в пределах Онежско-Ладожской водной системы выявлено три разделенных во времени пароксизма, проявившихся каждый первично в земных недрах, вторично в водной среде, в виде пертурбаций в водной системе и ландшафтах. Сами по себе мощные внезапные воздействия и их последствия в виде перестроек водной системы и смены водного режима не могли не сказаться кардинально на разных сторонах жизни местного неолитического населения, что и отмечалось во многих местообитаниях при археологических исследованиях, но не получало ранее адекватных объяснений. Для лучшего понимания и толкования последствий для жизненной и культурной среды переворотов такого рода нужно знать следующее. Землетрясение силой IX баллов приносит всеобщее разрушение зданий, всеобщую панику в радиусе многих десятков км. Цунами высотой даже 2–3 м, не говоря о 5–6 метровых, распространяется по всем берегам водного бассейна и по природе своей тотально разрушительно. Сокрушительные водные валы высотой 3–5 и более метров в узких заливах, в долинах, на порогах стока и участках прорыва неотвратимо гибельны для обитателей на протяжении многих десятков километров, до приемного бассейна.

Обнаруженная триада: землетрясение – сильное цунами – мощный выброс водных масс по каналу стока – это модель геодинамически обусловленного пароксизма с катастрофическими последствиями для древних обитателей в регионе. В регионе выявлено 3 катаклизма за последние 7 тыс. лет (рис. 3). В палеогеографическом отношении – это не набор случайных опасных для прибрежного населения событий, а цепь взаимосвязанных экстремальных возмущений среды, т.е. природная катастрофа. Фактор климатических изменений в голоцене на этом фоне отходит на задний план.

Рисунок 3 – Триада катаклизмов в Онежско-Ладожской водной системе во второй половине голоцене

Автор признателен Л.Д. Флейфель за помощь в подготовке и оформлении работы.

About the authors

Andrei Alekseevich Nikonov

Author for correspondence.
Email: nikonov@ifz.ru

doctor of geological and mineralogical sciences, chief researcher of Seismic Hazard Laboratory

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 - Modern elevation marks of the maximum of the Ladoga transgression on the reference areas of the coast of Lake Ladoga and the longitudinal profile along the conditional median line

Download (53KB)

Indexing metadata

3. Figure 2 - Comparison of curves of the course of the level of Lake Ladoga in the Holocene by different authors. I - [14], II - [15], III - according to the author. 1, 2, 3 - the planned phases of the descent of the Ladoga water level after the maximum of the Ladoga transgression

Download (24KB)

Indexing metadata

4. Figure 3 - Triad of cataclysms in the Onega-Ladoga water system in the second half of the Holocene

Download (66KB)

Indexing metadata