2.4. Особенности развития территории водосборов озер Беларуси

в позднеледниковье и голоцене

Отмечая внешнюю молодость ледниковых котловин Белорусского Поозерья, неминуемо можно сделать вывод о том, что в момент максимального развития приледниковых водоемов современные озера на возвышенностях не существовали, хотя их ванны были уже заложены деятельностью ледника и талых вод. Это объясняется тем, что котловины на моренных возвышенностях определенное время были заполнены мощными ледниковыми массами, захороненными слоем рыхлых водно-ледниковых осадков. Таким образом, они оказались законсервированными, т. е. сохраненными от разрушительной деятельности потоков талых вод и от заполнения водно-ледниковыми отложениями.

Последующий этап освобождения котловин от заполняющего их льда — расконсервация был вызван общим потеплением климата в начале голоцена и совпал с окончательным исчезновением приледниковых озер (табл. 2.2.).

В озерах ледникового происхождения (в пределах Белорусского Поозерья) основание осадочной толщи составляют породы водноледникового происхождения, представленные грубозернистыми песками серого и серо-желтого цвета с мелкой галькой кристаллических и осадочных пород. Выше по разрезу пески становятся более, мелкозернистыми, однородными и условно считаются стратиграфическим основанием собственно озерных отложений. На песчаных отложениях чаще всего залегают озерные песчано-глинистые слоистые осадки с несколь­ко повышенным содержанием карбонатных пород. Как правило, они перекрываются глинистыми слоистыми отложениями, образующими резкий контраст с нижележащими песками. Озерные глины отличаются разнообразием по цвету, мощности, составу, обычные светло-коричневые тона нередко сменяются серыми, серо-зелеными, желтыми, ярко-розовыми. Механический состав явно связан с характером водосборной площади. В условиях опесчаненных водосборов к глине примешивается мелкий песок, а во многих разрезах западной части Поозерья состав глин характеризуется относительно высоким содержанием карбонатного материала хемогенного

происхождения (карбонатные глины). Что касается мощности глинистых отложений современных озер, то она колеблется от нескольких сантиметров до 2—3 м.

Основу химического состава песчано-глинистых и: глинистых отложений составляет кремнезем. Количество. SiO₂ (в пересчете на абсолютно сухое вещество) всегда выше 65—70 %. Содержание же полуторного окисла алюминия от 7—8 до 10—15 % в зависимости от содержания физической глины.

Нет сомнения, что описанные кластогенные озерные аккумуляции начали формироваться в арктических и субарктических условиях позднеледниковья - около 13 тыс. лет назад. Во многих остаточных и подпрудных озерах (Нарочь, Шо, Воробьи, Межужол, Глубелька) Белорусского Поозерья они изучены с помощью спорово-пыльцевого и диатомового методов, датируются нижним и средним дриасом (Якушка В. П., Махнач Н. А., Хурсевіч Г. К., 1972; Еловичева Я.К. 1988, 1992).

Таблица 2.2

Этапы развития территории Беларуси в позднеледниковье и голоцене

Эпоха по Блитту и Сернандеру	Поозерье			Полесье
	Природные условия глакоров	Режим озер	Озерная седиментация	Природные условия плакоров	Режим озер	Озерная седиментация
Субатлантическая	Климат близок к современному. Леса смешанные сосновоелово-березовые с примесью широколиственных	Преобладание эвтрофных озер, редко мезотрофных	Кремнеземистые, тонко- и грубодетритовые сапропели	Климат близок к современному. Леса сосновые с примесью широколиственных и широколиственные	Эвтрофные и дистрофирующие. В карстовых котловинах мезотрофные	Тонко- и грубодетритовые, кремнеземистые
Суббореальная	Климат теплый, сухой. Леса сосново-елово-широколиственные	Уровень озер понижается. Преобладает эвтрофный, реже мезотрофный режим	Тонко- и грубодетритовые отложения, реже кремнеземистые и карбонатные	Климат теплый, сухой. Леса сосновые с примесью широколиственных и березы	Быстрое эвтрофирование мелких озер. Продолжение карстовых процессов	Тонко- и грубодетритовые, реже кремнеземистые и обогащенные карбонатами
Атлантическая	Климат теплый, влажный. Леса хвойно-широколиственные и широколиственные с елью (верхний максимум)	Уровень озер высокий. Увеличение проточности. Переход к эвтрофному режиму	Кремнеземистые и тонкодетритовые сапропели, реже карбонатные и смешанные	Климат очень теплый, влажный. Леса сосновые, сосново-широколиственные с березой, широколиственные	Мелководные озерные разливы в древних понижениях. Появление карстовых озер олиготрофного режима	Карбонатные и обогащенные карбонатами кремнеземистые и тонкодетритовые
Бореальная и пребореальная	Климат теплый, сухой. Леса сосново-березовые с примесью широколиственных	Окончание термокарстовых процессов. Образование современных озер с низким уровнем. Режим олиго- и мезотрофный	Карбонатные сапропели, кремнеземистые отложения, обогащенные карбонатами, глинистые илы	Климат теплый, сухой. Леса смешанные сосново-березовые с примесью широколиственных. В конце периода увлажнение климата	Образования озер-разливов и карстовых озер	Торф и отложения пойменно-болотного типа
Верхний дриас	Климат субарктический. Лесотундровые и тундрово-степные ассоциации	Молодые озера замерзают на большую чсть года. Олигатрофные	Песок и карбонатный песок, галька	Похолодание климата	Крупные озера отсутствуют	Аллювиальные и элювиально-делювиальные отложения
Аллеред	Потепление климата. Леса березово-сосновые с примесью ели (нижний максимум)	Приледниковые озера спущены. Термокарст. Молодые озера моренных возвышенностей мелководные, олиготрофные	Карбонантная глина ,гумусированная глина, торф	Заметное потепление по-прежнему сухого климата. Сосновые леса с примесью березы	Крупные озера отсутствуют	Аллювиальные и элювиально-делювиальные отложения
Средний дриас	Холодный субарктический климат. Лесотундровые и тундрово-степные ассоциации	Приледниковые водоемы сокращаются в размерах. Озерные котловны на возвышенностях законсервированы льдом	Песок с мелкой галькой, глина	Холодный субарктический сухой климат. Смешанные сосново-березовые леса с участками лесотундры	Крупные озера отсутствуют	Песок

На палинологических диаграммах нижние песчаные слои озерных осадков характеризуются флористическими спектрами тундры и лесостепи с широким распространением полыней, злаков, лебедовых, осок. В некоторых разрезах отмечается обилие таких споровых, как плаунок плауновидный (Selaginella selagenoides), Sphagnum, Polypodiaceae. Основу древесных пород почти исключительно составляют сосна (более 80 %) и береза. В песчаных слоях большое количеству пыльцы кустарниковых форм березы (Betula nana и B. humilis), а также ольховника (Alnaster). Водно-болотные растения представлены очень бедно. Единично встречаются остатки створок диатомовых, которые относятся к арктическим (бореальным) видам, живущим на мелководьях. В нижнем дриасе еще существовали приледниковые водоемы, котловины же современных озер находились в погребенном состоянии (рис. 2.2.).

Короткое потепление климата в беллинге (BL) стратиграфически выразилось в накоплении более глинистых осадков по сравнению с нижним дриасом. В начальную фазу термокарста (расконсервации) в мелководных озерах начала развиваться диатомовая флора. Несмотря на краткость потепления, произошли заметные изменения в общем облике ландшафта. Арктическая тундра-степь, характерная для начала позднеледниковья, преобразилась в лесостепь субарктического облика. На спорово-пыльцевых диаграммах увеличилась роль пыльцы древесных (главным образом сосны) за счет кустарниковых и травянистых ассоциаций и пыльцы березы (до 30 %), появляется ель (1—3 %), ольха, ива, орешник. Быстро наступившее вслед за беллингом похолодание среднего дриаса (Dr₂) отразилось на вещественном составе донных отложений. Они стали более опесчаненными. О суровых условиях водоемов, кроме кластогенного характера осадков, свидетельствует бедный состав диатомовых.

Развиваются виды, не требовательные к условиям среды, мелкие, «уродливые». В составе наземной растительности произошли заметные изменения: снова расшири­лась кустарниково-травянистая растительность

Рис.2.2. Характер осадконакопления в разнотипных озерах Белорусского Поозерья в голоцене. Условные обозначения: 1 — глубина отбора проб на спорово-пыльцевой анализ; г и^с^ю ная; 3 — сапропель карбонатный с ракушками; 4 — сапропель известкови-стый (карбонатный); 5 — сапропель опесчаненный карбонатный; 6 — глина озерная; 7 — глина озерная опесчаненная; 8 — ил глинистый; 9 — глина кар­бонатная; 10—глина карбонатная гумусированная; 11 —сапропель смешан­ный; 12 — сапропель смешанный гумусированный; 13 — сапропель кремнеземи­стый; 14 — песок заиленный; 15 — сапропель грубодетритовый; 16 — сапропель грубодетритовый с ракушками; 17 — торф; 18 — сапропель тонкодетритовый; 19 — песок; 20 — гравийно-галечниковые отложения.

тундрового типа. В разреженных лесных ассоциациях преобладала сосна с примесью кустарниковой березы, ольхи и ивы.

Значительные изменения в развитии озер и наземных ландшафтов Белорусского Поозерья произошли в аллереде (Аl), т. е. около 12 тыс. лет назад в связи с заметным потеплением климата. Под влиянием изостатического поднятия территории усиливалась эрозионная деятельность рек, приледниковые озера, потерявшие большую часть поверхностного питания, практически перестали существовать. Интенсивные термокарстовые процессы охватили большинство погребенных под слоем льда и водно-ледниковых осадков котловин. На месте современных котловин стали возникать многочисленные, пока еще мелководные озера.

Высокий уровень грунтовых вод в условиях относительно теплого климата стимулировал интенсивность химического выветривания и поступления минеральных солей в первичные озера, которые становятся, таким образом, бассейнами седиментации не только кластогенных, но и хемогенных, обогащенных солями кальция осадков. Поэтому наряду с глинами в озерах накапливаются карбонатные глины, опесчаненные озерные известняки, смешанные карбонатно-кальциевые отложения с некоторым (до 10 %) содержанием органического вещества.

Ко времени аллередского потепления относятся слои погребенных торфяников, залегающих на кластогенных осадках позднеледникового времени и подстилающих вышележащие сапропелевые образования озер. По-видимому, на поверхности мерзлого песчано-глинистого материала, консервирующего котловину, развивались верховые и переходные торфяники. В аллереде при интенсивном проявлении термокарстовых процессов торф проектировался на дно озера и захоронялся затем под слоем позднейших осадков. Не исключено, что на дне некоторых котловин, лишенных воды, торфяники формировались «in sity» и позже при повышении уровня грунтовых вод покрывались осадками озерного типа.

В скважинах современных озер слои погребенного торфа встречаются довольно часто как в мелководных, так и в глубоководных котловинах. Мощность их колеблется в пределах 5—20 см. В составе преобладают растения верховых и переходных болот. В палинологических спектрах значительное место занимает пыльца сосны, березы, споры Sphagnum, а также показателей тундрового флористического комплекса — Betula nаnа и Selaginella selaginoides.

Озерные водоемы аллереда были еще очень мелководные и располагались на высоком гипсометрическомуровне, так как процесс расконсервации котловин далеко не закончился. Окруженные мерзлотными грунтами, они отличались холодными условиями и олиготрофным режимом. Вместе с тем усиленный привнос минеральных веществ, а возможно, отсутствие значительной конкуренции со стороны других групп водорослей способствовали яркой вспышке в это время диатомовой флоры, которая продолжалась до конца позднеледниковья. В хорошо изученных в этом отношении озерах Нарочь и Глубелька в отложениях этого времени число видов диатомей увеличилось до 200 токсонов (рис.2.3). Основное место по-прежнему занимают холодолюбивые бореальные и североальпийские виды.

В Белорусском Поозерье в аллереде преобладали сосновые и сосново-березово-еловые леса. Смешанные елово-сосновые ассоциации имели богатый подлесок из ивы, можжевельника, калины, папоротников. Широкое распространение ели характеризует ее нижний максимум на спорово-пыльцевых диаграммах.

Теплый этап аллереда сменился кратковременным, но довольно интенсивным похолоданием молодого дриаса (Dr_з). Стратиграфически похолодание проявилось в накоплении типичного песчаного с галькой слоя, содержащего пыльцу холодолюбивой флоры, свойственной субарктическому климату.

Ранний этап голоцена начался с заметного и неуклонного_нзменения климата в сторону потепления и ксерофизации. Уже в преборале (PB) начали проявляться специфические для голоцена природные процессы и изменения в структуре ландшафтов. В пребореал-бореальное время в большинстве озер закончился процесс расконсервации и котловины приняли почти современные очертания. В процессе термокарста уровень водоемов понизился, глубина озера заметно увеличилась и многие озера оказались изолированными. Вместе с уменьшением проточности уменшился привнос терригенного материала, а поступающие с водосбора вещества в растворенном состоянии задерживались в озерах и при благоприятных условиях осаждались. (рис. 2.2.)

Молодые озера начала голоцена отличались олиготрофным режимом, что выражалось в высокой прозрачности, слабом развитии биоты, постоянно высокойконцентрации кислорода, малом количестве углекислого газа. Изменения геохимических условий водной массы и уменьшение проточности сказалось на резком сокращении видов диатомовых. Большую роль в это время начинают играть планктонные виды.

Рис. 2.3. Споро-пыльцевая диаграмма позднее- и послеледниковых отложений озера Глубелька. Условные обозначения: 1 — гравийно-галечниковые; 2 — песок сложный; 3 — глина карбонатная; 4 — сапропель карбонатный; 5 — песок крупнозернистый с мелкой галькой; 6 — сапропель карбонатный опесчаненный; 7 — сапропель карбонатный с ракушками; СПК — спорово-пыльцевые комплексы; ПРД — периоды развития диато­мовых. Экология диатомовых: 8 — планктонные формы; 9 — бентосные и эпифиты; 10 — пыльца древесных пород; 11 — пыльца недревесных пород; 12 — споры. Количественная характеристика диатомовых форм: 13 — единично; 14 — редко; 15 — нередко; 16 — часто; 17 — очень часто; 18 — в массе. Название видов: 19 — Cyclotella antigua W. Sm.; 20 — Cyclotella comta (Ehr.) Kutz.; 21 – Cyclotella kutzingiana Thw. + var.; 22 — Cyclotella ocellata Pant.; 23 — Opephora martyi Herib.; 24 — Fragilaria brevistriata Grun.; 25 — Fragilaria construens (Ehr.) Grun.; 26 — Fragilaria pinnata Ehr.; 27 — Synedra parasitica (W. Sm.) Hust.; 28 — Achnanthes clevei Grun.; 29 — Achnanthes exigua Grun.; 30 — Mastogloia smithii Thw. + var.; 31 — Diploneis ovalis (Hilse) CI.; 32 — Navicula diluviana Krasske; 33 — Navicula oblonga Kutz.; 34 — Navicula tuscula (Ehr.) Grun. + var.; 35 — Neidium iridis (Ehr.) Cl. + var.; 36 — Amphora ovalis Kutz.; 37 —Amphora ovalis var. pediculus Kutz.; 38 — Cymbella ehrenbergii Kutz.; 39 — Cymbella parvula Krasske; 40 — Gomphonema intricatum var. pumilum Grun.; 41 — Nitzschia denticula Grun.; 42 — Nitszschia fonticola Grun.

В стратиграфических разрезах озерных отложений пребореал и особенно бореал характеризуются заметным увеличением карбонатной составляющей, появлением типичных карбонатных (известковистых), смешанных (карбонатно-силикатных) или других осадков, содержащих повышенное количество СаСО_з. Образование такого типа отложений отражает специфику как внешних (потепление климата, усиленное химическое выветривание, высокая карбонатность морены на водосборах), так и внутренних условий (слабое развитие жизни, недостаток углекислоты в воде).

Образование известкового горизонта пребореал-бореального времени в отложениях современных озер отмечается практически всеми исследователями не только Северо-Запада Европейской части СНД, но и Западной Европы, что служит основанием считать слой карбонатных отложений маркирующим горизонтом этого отрезка времени.

Палинологические спектры бореального карбонатного горизонта свидетельствуют о направленном и однотипном изменении растительности на территории Северной Беларуси и стран Балтии. Климат в пребореальном периоде был все еще холодный и континентальный. Основу древесных пород составляет пыльца сосны (около 50 %) и березы (до 35 %) при сокращении кустарниковых форм. Отмечается небольшое количество пыльцы ели, ольхи, дуба. Заметно сокращается пыльца трав, особенно степных и тундровых. Такой состав пыльцы показателен для светлых березово-сосновых и березово-сосново-еловых лесов с примесью широколиственных.

Изменение климатических условий в бореале, связанное с повышением среднегодовых и летних температур, а также с увеличением сухости, отразилось на составе растительности. На спорово-пыльцевых диаграмах пыльца древесных достигает 90 % и представлена пыльцой хвойных (особенно сосны), мелколиственных (Betula pubescens, В. verricosa, Alnus) и широколиственных (Quercus, Tilia, Ulmus, Acer). Для Белорусского Поозерья это время распространения смешанных хвойно (сосново)-широколиственных лесов с примесью березы.

Климатический перелом, начавшийся в раннем голоцене, наиболее ярко проявился в среднем его отрезке, в атлантический период (6-8 тыс. лет назад), который принято называть климатическим оптимумом голоцена (АТ).

Теплому влажному климату атлантического времени соответствует широкое развитие в Северной Белоруссии широколиственных и смешанных широколиственно-елово-сосновых лесов, состав которых зависел от гипсометрического положения и грунтов на каждом конкретном участке территории. На спорово-пыльцевых диаграммах обращает на себя, внимание высокое (до 35 %) содержание пыльцы широколиственных (Quercetum mixtum), на долю вяза приходится до 20 %, липы около 7—10, дуба 5 %, часто встречается пыльца граба и бука. Одновременно отмечается увеличение до 15—19 % пыльцы ели, которая в это время достигает верхнего максимума в голоцене.

В среднем дриасе отмечается интенсивное проявление эрозионных процессо, что отразилось в накоплении глинисто-карбонатных отложений в южной части котловины оз. Долгое (рис. 2.4.).

Аналогичен состав спорово-пыльцевых диаграмм в озерных отложениях Северной Польши, Литвы, Латвии, Смоленщины и более северных районов Европейской части России, что свидетельствует о распространении климатического оптимума голоцена на большой территории.

Изменение внешних условий отразилось на внутреннем состоянии озерных водоемов, в частности на характере седиментации. Процесс накопления карбонатных отложений, как правило, сменился процессом накопления отложений кремнеземистого типа.

В озерах того времени бурно развивались растительные и животные организмы. Накопление и разложение их остатков сопровождалось потреблением кислорода, выделением свободной углекислоты. Начался процесс естественного эвтрофирования озер. Привнос карбонатных продуктов в это время уменьшился в связи со значительной выщелоченностью морены. Подъем уровня озер сопровождался абразионной деятельностью и усилением привноса кластогенных продуктов силикатного состава. В результате в водной массе нарушилось карбонатное равновесие; начался этап накопления в озерах органо-минеральных осадков с преобладанием SiO₂ и с большим или меньшим содержанием органического вещества. Накопление карбонатных сапропелей продолжалось лишь в некоторых мезотрофных водоемах на западе Поозерья (Нарочь, Мядель, Мястро, Снуды, Долгое, Белое). Одновременно в мелководных озерах, в которых процесс эвтрофирования протекал особенно интенсивно, началось отложение высокоорганических сапропелей.

Рис. 2.4. Сокращенная пыльцевая диаграмма отложений озера Долгое (скв. 2-3, анализ В.П. Зерницкой, 2002), условные обозначения; 1 – глина, 2 – известь гумусированная, 3 – мергель озерный, 4 – ил гумусированный.

Усиление притока кластогенного материала и увеличение проточности озер сказалось на резком обогащении диатомовой флоры, количество видов которой достигло 100—170, причем заметное преобладание получили теплолюбивые пелагические виды.

Развитие озер Белорусского Поозерья в последние периоды голоцена — суббореальный и субатлантический носит направленный характер в сторону постепенного эвтрофирования. Суббореальное (SB) время отмечено увеличением сухости при сохранении прежнего температурного режима. Изменение климата в первую очередь отразилось на понижении уровня грунтовых вод и озерных водоемов, что стимулировало сокращение их проточности.

Несмотря на то, что внешние условия озерного седиментогенеза в определенной степени приблизились к бореальным, в донных отложениях продолжалось увеличение органической составляющей, что согласуется с процессами эвтрофирования и обеднением пород водосбора карбонатным материалом.

Спорово-пыльцевые спектры начала суббореала еще близки к спектрам атлантического времени. Диаграммы пыльцы древесных пород характеризуются высокими показателями пыльцы сосны (до 45 %) и березы (до 40 %), все еще относительно высокие величины дает пыльца ели при сокращении процента широколиственных. Пыльца травянистых растений представлена бедно и в основном разнотравьем. Из водных часто отмечается пыльца полупогруженных растений (тростник, рогоз), а также рдестов. Все это свидетельствует о возрождении на севере Беларуси сосновых и сосново-березовых лесов, которые на увлажненных участках сменяются еловыми и елово-сосновыми с примесью широколиственных.

Последний этап голоцена (субатлантический) (SAT) ознаменовался некоторым похолоданием климата при увеличении влажности. Климатические изменения вызвали подъем уровня грунтовых вод, стимулирующий трансгрессию водоемов и частичное затопление и заболачивание прибрежных участков. В осадках озер продолжалось накопление органического вещества, а в глубоких мезотрофных водоемах шло отложение кремнеземистых и смешанных сапропелей. Изменения режима озер, связанные с климатическими причинами, выразились в новой вспышке диатомовой флоры. В отложениях субатлантического времени обнаружено до 80 — 100 видов теплолюбивых и планктонных форм.

Анализ спорово-пыльцевых диаграмм характеризует безраздельное господство древесных пород. Основу пыльцевых спектров составляет пыльца сосны, затем березы. Широколиственные играют небольшую роль. Это свидетельствует о распространении сосново-елово-березовых и сосново-березовых лесов с примесью широколиственных.

Подводя итоги истории развития озер Северной Белоруссии, следует отметить, что их формирование началось с позднеледниковья и раннего голоцена после расконсервации котловин в процессе термокарста. Дальнейшее развитие сопровождалось небольшими колебаниями уровня, постепенным процессом эвтрофирования и заполнения органо-минеральными осадками, содержащими комплекс руководящих палеоботанических остатков.