Глава I. Погружающиеся берега

Но отчего море выше Голландии; откуда сей вал, удерживающий оное от низвержения? Как возвысилось море и как упала земля столь низко со всеми городами и обитателями?

Н. Бестужев. Письма о Голландии 1815 года

"Ледниковые лишаи" и уровень океана. Колебания уровня Мирового океана в новейшем геологическом периоде- плейстоцене - связаны с чередованием оледенений и межледниковий. Последняя крупная волна холода, вызвавшая поздневалдайское оледенение, охватила земной шар около 25 тыс. лет назад. Постепенно разраставшиеся льды покрыли площадь в десятки миллионов квадратных километров.

В Старом Свете главный центр материкового оледенения располагался в Скандинавии. На месте Берлина, Варшавы, Вильнюса был мощный ледяной покров; восточнее граница щита проходила на полпути между Москвой и Ленинградом. Впадины Балтийского и Белого морей были заполнены льдом, который покрывал также большие пространства шельфа Баренцова моря. Мощность ледниковой толщи в северной части Ботнического залива достигала 3000 м. Самостоятельные центры оледенения имелись в Великобритании и на арктических островах. Льды покрывали северную часть Западной Сибири. Повсеместно значительно увеличились горные ледники, особенно в приморских районах.

В Северной Америке граница материковых льдов проходила к югу от Великих озер - на 1000 км южнее, чем в Европе. В южном полушарии антарктический щит имел размеры, мало отличающиеся от современных.

Всего около 25% площади Евразии и 60% площади Северной Америки было покрыто льдами. Их общий объем оценивается в 55,84 млн. куб. км, что соответствует примерно 50 млн. куб. км воды. Вся эта влага в свое время испарилась с поверхности океана, была перенесена воздушными течениями на сушу, выпала с атмосферными осадками над ледниками и на долгое время сконцентрировалась в твердом виде на материках, будучи изъятой из круговорота. "Ледниковые лишаи" поглотили многометровую толщу морской воды. В период максимального разрастания материковых льдов - это было 18 - 20 тыс. лет назад - уровень океана, согласно оценкам разных авторов, лежал на 90 - 130 м ниже, чем в настоящее время.

Обширные пространства шельфа стали сушей. Сильно сократилась площадь Северного Ледовитого океана - не стало Карского, Восточно-Сибирского, Чукотского морей, моря Лаптевых. Исчез Берингов пролив, и Азия соединилась с Америкой. Не стало Северного моря, и Британские острова причленились к материку. Уменьшилась площадь дальневосточных морей. Возник континентальный мост между Юго-Восточной Азией и Австралией.

О былом существовании суши на месте моря говорят разные факты. Мы ограничимся примером хорошо изученного Северного моря. Весьма красноречивое доказательство - наличие затопленных долин, которые прослеживаются под водой ниже устьев. Рейн, Маас и Темза входили в одну и ту же речную систему. Другой бассейн объединял Эльбу, Везер и Эмс. Эти две большие речные системы впадали в крупное озеро, располагавшееся восточнее Доггер-банки. Водоем был проточным: вода из него устремлялась на юго-запад, в Атлантику, принимая по пути Сену. Восточноирландские реки и реки средней части запада Великобритании объединялись в один бассейн, который обозначен на палеогеографических картах как Река Ирландского моря.

Другое веское доказательство низкого стояния моря-затопленные торфяники в пределах бывшей суши у шотландского побережья и в районе Доггер-банки. Обогащенные наземной растительностью прослои торфа на дне могли возникнуть, конечно, только в континентальных условиях.

Довольно часто встречаются под водой также остатки крупных наземных млекопитающих ледникового времени (мамонт, зубр, шерстистый носорог, лошадь). Большое число таких находок сделано в районе Доггер-банки и других отмелей (Umbgrove, 1947).

Послеледниковая трансгрессия. 15 - 17 тыс. лет назад ледниковые покровы Европы и Северной Америки начали сокращаться. Большие объемы воды, долгое время сконцентрированные в твердом виде на материках, стали возвращаться в океанические впадины. Началась послеледниковая трансгрессия, которая развивалась очень энергично: уже около 6 тыс. лет назад уровень океана достиг положения, близкого к современному. В дальнейшем наблюдались подъемы и спады уровня с амплитудой порядка 7 - 8 м, которые связывают с климатическими (Колебаниями более малого порядка. В наше время наблюдается некоторая общая тенденция к поднятию уровня Мирового океана.

Колебания уровня во второй половине послеледниковья весьма обстоятельно исследованы на южных берегах Северного моря, в Нидерландах. Эта территория чрезвычайно любопытна в том отношении, что подъем уровня моря складывается здесь с тектоническим опусканием суши. Подобная ситуация наблюдается на севере Западной Сибири, на южных берегах Балтики, в Северном Причерноморье, на юго-восточном побережье США, на берегах Бенгальского залива и в других районах земного шара. Но в силу исторических причин именно в Нидерландах погружение суши привело к напряженнейшей, длительной и драматической войне между человеком и морем. Не удивительно, что эта страна возбуждает наибольший интерес.

Для последних тысячелетий в Нидерландах выделяются следующие трансгрессивные фазы, прерывавшиеся спадом уровня:

1) суббореальная фаза - до 1000 г. до н. э. Могильные курганы бронзового века (около 1000 г. до н. э.) насыпаны на поверхности морских суббореальных глин;

2) доримская (ранняя римская, или первая дюнкеркская) фаза, начавшаяся около 300 г. до н. э. и завершившаяся к началу новой эры. Позднее произошел некоторый спад уровня, и в начале римской колонизации многие поселения возникли в зоне развития этой трансгрессивной фазы;

3) постримская (римская, ранняя средневековая, или вторая дюнкеркская) фаза, развивавшаяся, очевидно, между III и X вв. н. э. Известно, что римское заселение запада Нидерландов внезапно прекращается около 270 г. н. э. Не исключены политические причины, но более вероятными считают влияние поднимающегося уровня моря, рост заболоченности, участившиеся наводнения и морские бури, размывающие берега (Бурк и др., 1959).

Археологические памятники времен римского владычества - своеобразные реперы, позволяющие судить о развитии постримской и последовавших за ней трансгрессивных фаз. Здание, возведенное при Калигуле (римский император, правил в 37 - 41 гг. н. э.), в 860 г. оказалось погруженным в море. В XVIII в. его развалины находились уже на расстоянии 4710 м от берега, к западу от Катвейка. Другая постройка римлян, вероятно сторожевая башня, еще раньше сделалась добычей моря. У Домбурга - деревни на острове Волхерен - в 1647 г., после того как несколько дней беспрерывно дули сильные восточные ветры, отогнавшие воду и обнажившие на время морское дно, показались затопленные прежде развалины, где нашли каменные плиты с надписями, сосуды, скульптуры. Это были остатки римского храма, который погрузился в море в III в. н. э. В провинции Дренте, недалеко от Эммена, под слоем торфа был обнаружен деревянный мост длиной около 10 км - один из тех мостов (pontes longi), которые ставились на римских дорогах в болотистых лесах и упоминаются в трудах Тацита;

4) посткаролингская (позднесредневековая) фаза, с развитием которой связано немало драматических страниц в истории Нидерландов. В XII - XV вв. значительные площади суши были поглощены морем на всех участках побережья. На глазах человека возникли заливы Зёйдерзе, Миделзе, Лауверсзе, Долларт. Натиск моря с трудом сдерживается дамбами.

О продолжающемся погружении суши в течение последних столетий говорят следующие факты. Известна площадь земель, отвоеванных человеком у воды за счет осушения морского мелководья и внутренних озер. Эти работы начались, по существу, после 1200 г. Распределение площади осушенных земель по столетиям показывает следующая таблица:

Таблица 1

Мы видим, что площадь "сделанной" суши совершенно не согласуется с общей площадью земель, лежащих ниже уровня моря, которая составляет 27% территории страны, или около 10 тыс. кв. км (Краткая география... 1976). Столь, существенная неувязка может быть объяснена в первую очередь погружением суши, происходившим уже после сооружения защитных плотин^*.

^* (Другие причины - разработка торфяников, уплотнение и оседание осушенных земель. )

Скорость погружения в новейшее время, установленная различными методами. Величина погружения за голоцен^* ориентировочно может быть принята равной мощности отложений этого возраста в районе современной береговой линии при впадении больших рек, где опускание суши компенсируется аккумуляцией. В Западных Нидерландах, к северу от устья Мааса, максимальная мощность голоценовой толщи достигает 25 м (Faber, 1947). Поскольку длительность голоцена равна около 10 тыс. лет, то средняя скорость опускания в этой части страны составляет 25 см за 100 лет. При определении скорости погружения с использованием абсолютных радиокарбоновых датировок органических остатков, обнаруженных в голоценовой толще на разных глубинах, получены цифры от 100 до 10 см за 100 лет (Straaten, 1954;. Vries, Barendsen, 1954; Vries, 1956). Отмечается заметное замедление трансгрессии во второй половине голоцена.

^* (Новейший отрезок геологической истории, наступивший после разрушения европейского ледникового покрова 10 тыс. лет назад. )

О средних скоростях опускания суши в разных частях страны в течение двух последних тысячелетий можно судить по положению оснований терпов - искусственных, "холмов спасения", возраст которых известен (таблица 2).

Для количественной характеристики погружения в течение нескольких последних столетий привлекаются данные уровнемерных наблюдений. Пожалуй, ни в одной другой стране подобные работы не имеют столь явного практического значения, как в Нидерландах. Уровнемерные наблюдения были организованы в Амстердаме в 1682 г. и проводились до перекрытия Зёйдерзе в 1932 г. Из этих данных следует, что до 1860 г. погружение суши было относительно невелико, но затем ускорилось и достигло величины около 160 см за 100 лет.

Таблица 2

Предполагается, однако, что существенная ошибка возникает за счет оседания городской территории из-за нагрузки сооружений, давящих на переувлажненный торфянистый грунт. Это замечено давно. В одной из книг о Нидерландах мы находим такие строки: "Башня св. Иакова в центре Леёсвардена наклонилась, как будто смотрит на прохожих. Нельзя сомневаться в том, что она наклонилась вследствие оседания почвы. В Голландии такое явление не редкость. В Дельфте также есть наклоненная башня, а в Амстердаме почти все старые дома покосились" (Гавар, 1880).

С этими же причинами связано и то обстоятельство, что плотины опускаются быстрее, чем суша: погружение некоторых участков дамб доходит до 3 м за 100 лет. Это находит объяснение в проседании дна под весом насыпи и в уплотнении грунта самой плотины.

Теперь, чтобы избежать ошибки из-за недоучета уплотнения и оседания грунта, устанавливают специальные реперы, которые проникают до устойчивого основания - на глубину до 20 м от поверхности.

На реках, начиная с 1570 г., фиксируется неуклонное повышение максимальных уровней паводков. Сильные наводнения, превышающие фоновую величину, случаются через 30 - 40 лет, причем каждое такое наводнение превосходит предыдущие на 20 - 30 см. Величина погружения, определенная этим методом, составляет 0,47 м за 100 лет.

Начиная с 1875 г. проводятся повторные высокоточные нивелировки. Выявилось сложное распределение движений в период с 1875 по 1940 г. Оказалось, что территория к югу от Зёйдерзе поднимается, максимальная величина подъема за указанный отрезок времени отмечена на крайнем юге страны - до 40 см. Наибольшее же погружение наблюдается на крайнем севере - тоже до 40 см. Такая же цифра характеризует и северо-восточное побережье Зёйдерзе. Таким образом, Нидерланды испытывают перекос, как бы поворачиваясь относительно оси, проходящей через южный берег Зёйдерзе.

На схеме, показывающей распределение современных движений (Edelman, 1954), отчетливо выделяется вытянутая полоса поднятия вдоль морского побережья между устьем Рейна и Зёйдерзе. Она ограничена замкнутой изолинией + 10 см, показывающей амплитуду движений в 1875 - 1940 гг.; максимальная амплитуда движений внутри участка достигает +30 см. Именно к этой зоне приурочена полоса дюн, гребни которых поднимаются до абсолютной высоты 20 м, в то время как остальное побережье лежит или ниже уровня моря, или на отметках не более +1 +3 м абсолютной высоты.

Движения развиваются унаследованно. Это установлено не только при сопоставлении нивелировок, проведенных в разные годы, но и при совмещении карт новейших движений с картами, на которых показано положение подошвы третичных отложений. Согласно Ю. А. Мещерякову (1958), коэффициент корреляции равен 0,82.

В целом скорость отрицательных движений, полученных разными методами, для разных по продолжительности отрезков времени и для разных частей страны, характеризуется величинами, которые лежат преимущественно в интервале от 3 до 60 см за 100 лет. В этих цифрах суммируются направленные навстречу друг другу поднятие уровня моря - далекое эхо великого оледенения- и тектоническое опускание суши. С такой скоростью погружаются Нидерланды.

Расхождения в скоростях объясняются неравномерностью движений в пространстве и во времени. Тектоническое погружение развивается импульсивно: относительно короткие отрезки времени с высокими скоростями чередуются с такими, когда интенсивность прогибания падает. В масштабах послеледникового времени это сочетается с общим угасанием гидрокрэтической составляющей трансгрессии.

Трансгрессия будет продолжаться. Г. П. Калининым (1968) определен окончательный возможный итог происходящей трансгрессии при условии стабильности климата. Чтобы современная невязка глобального водного баланса - ежегодное повышение уровня Мирового океана в среднем на 1,2 мм - могла быть компенсирована испарением, необходимо увеличение площади океана на 1 - 2 млн. кв. км. Уровень его поднимается почти на 9 м.

Но это не предел. В будущем весьма вероятно нарастание темпов трансгрессии из-за продолжающегося таяния ледников вследствие непрерывного повышения температуры, вызванного техногенными причинами^*. Сошлемся на следующие цифры. Если в 1890 - 1946 гг. уровень Мирового океана повысился на 6,1 см (Буторин, 1960), то к 2000 г. он поднимется на 12 см по отношению к 60-м годам нашего века, а подъем от начала до середины XXI столетия прогнозируется в 50 см (Сватков, 1974). Окончательная величина трансгрессии - через тысячу лет - составит несколько десятков метров, и для ее предотвращения выдвигаются проекты искусственного регулирования термического режима географической оболочки, в частности изменением планетарного альбедо Земли искусственными аэрозолями в стратосфере (Будыко, 1974).

^* (Имеется в виду не столько непосредственное выделение тепла в ходе производственной деятельности, сколько влияние так называемого "парникового эффекта". Нарастание концентраций углекислоты в воздухе в результате сжигания минерального топлива приводит к поглощению инфракрасного излучения Земли атмосферой. )

В будущем на территории Нидерландов появится еще один техногенной стимул к погружению - добыча природного газа. Месторождение в Гронингене, открытое в 1959 г., занимает четвертое место в мире (после месторождений Уренгойского в Западной Сибири, Панхэндл в США и Заполярного в Западной Сибири). Газ, запасы которого оцениваются в 1,65 трлн. куб. м, содержится под большим давлением в погруженной на глубину около 3 км 500-метровой толще пермских песков, где около ¹/₅ объема приходится на пустоты. Явления опускания земной поверхности, связанные с откачкой нефти, газа или подземных вод, описаны неоднократно в разных странах, причем скорость опускания в таких случаях может измеряться сантиметрами в год, т. е. не уступает скоростям движений, обусловленных тектоническими причинами.