Эпоха экстремальных наводнений (ЭЭН) — гипотетическая эпоха, в течение которой четыре формы рельефа в Черноморско-Каспийской степи — морские низменности (морские трансгрессии), речные долины (прорывные паводки), морские трансгрессии (термокарстовые озера) и склоны (солифлюкционные потоки) — были широко затопленыThe dynamics of landscape components and inner marine basins of Northern Eurasia over the past 130,000 years. Edited by A.A. Svitoch. GEOS. Moscow. Russia. 2002. . Предполагается, что катастрофические события той эпохи повлияли на доисторическую жизнь человека.
История исследований В 2002 году российский географ Андрей Чепалыга из Института географии Российской академии наук сформулировал теориюChepalyga A.L., H. Arslanov, T. Yanina. Detailed age control of Khvalynean basin history. Collection papers of Intern. geosciens programme conference, project 521 "Black Sea -Mediterranean corridor" Izmir 2009 p.p. 71-75Chepalyga A.L. Epoch of Extremal Floodings and human adaptation in the North Black Sea basin. Second Plenary Meeting and Field Trip of Project IGCP 521 "Black Sea-Mediterranean Corridor during last 30 ky: Sea level change and human adaptation", Odessa, Ukraine, August 20-28, 2006 для объяснения природных явлений, а полевые исследования и лабораторные работы подтвердили эту теорию. Археологические данные показали, что этот период повлиял на жизнь человека. На первом этапе исследований были изучены источники экстремальных гидроклиматических явлений между 16000 и 18000 годами до нашей эры в Каспийском водосборном бассейне. Исследования были сосредоточены на источниках воды для этих событий, таких как внезапное наводнение в речных долинах и таяние вечной мерзлоты, увеличивающее водоразделы. Второй этап исследования включал хронологическую корреляцию событий с использованием стратиграфии, геоморфологии и радиоуглеродного датирования. После этого была проведена палеогидрологическая реконструкция бассейнов, включая их уровень, площадь, объем и водообмен между бассейнами. На основе археологических данных изучено влияние событий на жизнь доисторического человека. Целью исследования было полность описать тот период.
Время и место Во время дегляциации после максимального последнего оледенения северо-запад Евразии испытал широкомасштабное наводнение от Атлантического океана до реки Енисей, включая Субарктику и Гималаи: более 10 000 000 квадратных километров. Наводнение произошло в четырех формах рельефа: морские низменности, речные долины, водоразделы и склоны, и достигло своего пика 17 000–15 000 лет назад.
Геология Дно и прибрежные отложения бассейнов, а также их окаменелости содержат геологические свидетельства ЭЭН. В Прикаспийском бассейне донные отложения, относящиеся к эпохе, по ряду признаков отличаются от нижележащих и вышележащих слоев Badyukova E.N. (2000). Genesis of the Khvalynian (Pleistocene) chocolate clays of Northern Caspian region. Buil. Moscow Soc. Naturalists. Sect. geol. V.75, 5. pp. 25–31Chistyakova I.A. (2001) Material composition of the early Khvalynian sediments. Buil. Com. Quat Res. 64. pp. 61–69.Leontyev O.K., Maev E.G., Rychagov G.I. 1977. Geomorphology of coasts and floor of the Caspian Sea. . Moscow: Moscow University Press. и из-за красновато-коричневого цвета называются «шоколадными глинами». Шоколадные глины и связанные с ними хвалынские отложения обычно имеют высоту 3–5 метров, иногда превышающую 20–25 метров. В первую очередь они ограничены Прикаспийской низменностью, от современного побережья Каспия до предгорий окружающих гор.
Стратиграфия В морской толще Прикаспийского бассейна хвалынские слои располагаются выше позднехазарских (относящихся к последнему межледниковью) и ниже новокаспийских (голоценовых) отложений. От нижнехазарского слоя они отделены континентальными ательскими слоями, синхронными морским отложениям Ательского бассейна. Уровень последнего находился на 110–120 метров ниже современного уровня Каспия, другими словами, на 140–150 метров ниже уровня моряLokhin M.Yu., Maev E.G. (1990) The late Pleistocene deltas on the northern shelf of the Northern Caspian Sea. Vestnik MGU, Ser. Geogr. 3, 34–40. (In Russian)Maev E.G. (1994) Caspian regressions: their place in the Quaternary history of the Caspian Sea and impact on the sea floor relief formation. Geomorphologiya. 2, 94–101. (In Russian). В Прикаспийской впадине хвалынские отложения залегают преимущественно вблизи поверхности; ещё моложе (и выше в разрезе) лежат голоценовые пойменные озёрные и морские отложения.
Месторождения ЭЭН в Черноморском бассейне залегают в новоэвксинском этапе. На континентальном склоне и в глубоководной котловине они представляют собой светлую красновато-коричневую и бледно-желтую грязь толщиной 0,5–1 метрRyan W.B.F., Pitman W.C.I., Major C.O., Shimkus K., Moskalenko V., et al. 1997. An abrupt drowning of the Black Sea shelf. Mar. Geol. 138: 119–26. По цвету они напоминают шоколадные глины Каспийского бассейна, а их возраст близок к возрасту последних (15 000 лет назад).
Окаменелости Индикаторами ЭЭН являются солоноватоводные виды моллюсков, близкие к современным северокаспийским видам. Среди них есть каспийские эндемичные виды семейства Limnocardiidae, такие как род Didacna EichwaldNevesskaya L.A. (1965) Late Quaternary bivalve mollusks of the Black Sea: their systematics and ecology. Acad. nauk SSSR Paleont. Inst. Trudy 105: 1–390 (In Russian). Хотя последний в настоящее время не встречается за пределами Каспийского моря, он широко распространен в Азово-Черноморском бассейне в период плейстоцена до карангатской эры.
Брюхоногие моллюски представлены каспийскими эндемичными родами Caspia и Micromelania. Ракушки раннехвалынского комплекса отличаются небольшими размерами (в два-три раза меньше современных) и тонкими стенками. Комплекс обычно рассматривают как продукт холодного климата и низкой солености. Новочерноморские отложения содержат моллюсков каспийского типаAlgan O., Cagatay N., Tchepalyga A., Ongan D., Eastoe C., Gokasan E. (2001) Stratigraphy of the sediment fill in Bosphorus Strait: water exchange between the Black and Mediterranean Seas during the last glacial – Holocene. Geo.-Mar.Lett. 20:209-18.
Евразийские бассейны Морские бассейны и водосбросы Морские трансгрессии в бассейнах Черного и Каспийского морей сформировали ряд морей-озёр (Аральское , Каспийское и Чёрное и Мраморное море), соединенных водосбросамиPopov G.I. Pleistocene of the Black Sea–Caspian straits. Moscow: Nauka Press. 215 pp. 1983.: река Узбой, Кумо-Манычская впадина, Босфор и Дарданеллы. Большой бассейн занимал площадь около 1 500 000 квадратных километров содержал до 700 000 кубических километров воды и 5 000 кубических километров (10 миллиардов тонн) соли. Выбрасывая более 60 000 кубических метров в секунду, он пролегал на 3 000 км с запада на восток (от Средиземноморья до Средней Азии ) и на 2 500 км (от 57 до 35° с.ш.) с севера на юг. Площадь ее водосборного бассейна составила более трех миллионов кубических километров.
Евразийская каскадная система морей и озер не имеет аналогов по акватории. Крупнейшая сегодня внутриконтинентальная озерная система (Великие озёра в Северной Америки) в шесть раз меньше (245 000 кв. км.), с объёмом воды в 30 раз меньшим (22 700 куб. км), стоком в четыре раза меньшим (14 000 м3/с) и водосборный бассейн в три раза меньше.
Пик наводнения, по-видимому, пришелся на бассейн Хвалыни (современное Каспийское море). Его уровень поднялся, а площадь увеличилась в шесть раз, до миллиона квадратных километров. Объем его воды увеличился вдвое (до 130 000 кубических км), соленость 10-12 ‰. Его воды вышли из Прикаспийской котловины вниз по Маныч-Керченскому водосбросуChepalyga A.L., Pirogov A.N. Extreme sedimentation in the Manych valley during Khvalynean transgression. Proceedings of the tenth international symposium on river sedimentation. August 1–4,. 2007. MSU. MoscowPirogov A.N. Paleogeographic reconstruction of the Manych-Kerch spillway. In: Geology and geochemistry. MPSU. Moscow. 2004. pp. 34-35.
Источники воды Для ЭЭН потребовались бы дополнительные источники воды. Для заполнения Каспийского бассейна до уровня более 50 метров потребуется около 70 000 кв. км воды, что эквивалентно 200-летнему стоку рек в Каспийское море. Вода протекала через Манычский водосброс (от 250 до 1000 куб. км в год), а часть (более 100 куб. км в год) терялась за счет испарения. Вода могла поступать из: Прорывных паводков в долинах рек Таяния вечной мерзлоты Увеличения стока из-за вечной мерзлоты Из Большого водосборный бассейн (включая Центральную Азию, сейчас закрытую) Снижение испарения из-за зимнего льда.
Выводы о прорывных паводках были сделаны на основе исследований макромеандров в долинах рекSidorchuk A., Borisova O., Panin A. (2001) Fluvial response to the Late Valdai/Holocene environmental change on the East European Plain. Global and Planetary Change, 28: 303–318Sidorchuk A., Panin A., Borisova O., Kovalyukh N. (2001b). Lateglacial and Holocene palaeohydrology of the lower Vychegda river, western Russia. In: River basin sediment systems: Archives of environmental change. D.Maddy, M.G.Macklin & J.C.Woodward, eds. A.A.Balkema Publishers. Pp. 265–295. Макромандры, датированные ЭЭН, превосходят современные по размеру. Их ширина имеет тенденцию к увеличению с севера на юг; они подобны современным извилинам в тундре, в два-три раза шире у границы леса, в три-пять раз шире в тайге, в пять-восемь раз шире в зоне смешанных лесов, в 10 раз шире в широколиственной зоне и в 13 раз шире в зоне смешанных лесов, в лесостепи и степиSidorchuk A., Panin A., Borisova O. 2003. The Lateglacial and Holocene palaeohydrology of Northern Eurasia. In: Palaeohydrology: Understanding Global Change. K.J.Gegory and G. Benito, eds. John Wiley & Sons, Ltd. pp. 61-75.
Катастрофа О скорости повышения уровня воды во время ЭЭН можно судить по продолжительности эпохи, оцениваемой в 500 — 600 лет. Если предположить равную продолжительность фаз подъема, паводка и опускания (от 150 до 200 лет каждая), уровень моря поднимется на 180–190 метров (590–620 футов) со скоростью не менее одного метра в год.
Уровень Каспийского моря поднялся на 2,5 метра с 1978 года, то есть на 10 сантиметров в год, что отрицательно сказалось на деятельности человека. Хвалынская трансгрессия имела более катастрофический характер, особенно скорость смещения береговой линии на равнинах Северного Прикаспия. Береговая линия перемещалась от Ательянского побережья (около полуострова Мангышлак) на 1000 километров к северу, от 5 до 10 километров в год. Еще большей была миграция на север устья реки Волги , которая за 150–200 лет переместилась вверх по течению более чем на 2000 километров — более чем на 10 километров в год, или около 30 метров в день.
Влияние на человека