Диалог с ледяным гигантом: полевые исследования формирования ледникового рельефа Кольского полуострова

Александр Богуславский,

ученик 3 класса ГБОУ г. Москвы «Школа № 1542»

---

И.В. Саженкова,

учитель высшей категории ГБОУ г. Москвы «Школа № 1542»

---

Мое исследование началось не в кабинете и не за книгами, а среди северных скал, холодного ветра, озер и берегов Баренцева моря. Когда я впервые оказался на Кольском полуострове, я провел рукой по гладкой скале в Териберке и увидел на ней параллельные царапины, как будто гигантский зверь прошелся здесь когтями. Скалы были сглаженными, на камнях виднелись борозды и царапины, вокруг было много озер, а берега выглядели так, словно над ними когда-то поработала гигантская сила. Тогда у меня возник вопрос: какой природный процесс мог так сильно изменить эту территорию?

В Клубе юных геологов при Государственном геологическом музее имени В.И. Вернадского РАН я узнал, что в прошлом Кольский полуостров находился под воздействием мощного материкового ледника. Двигаясь, он шлифовал коренные породы, разрушал выступы, переносил обломочный материал и формировал рельеф. Тогда я понял: все, что я увидел вокруг, – это не случайные детали пейзажа, а следы древнего оледенения.

Особенность Кольского полуострова в том, что он расположен в пределах Балтийского щита – древнего участка земной коры, сложенного прочными кристаллическими породами (гранитами, гнейсами, амфиболитами). Такие породы устойчивы к разрушению и долго сохраняют следы механического воздействия: ледниковые царапины, сглаженные поверхности, бараньи лбы. Именно поэтому здесь можно изучать ледниковый рельеф не по учебникам и фотографиям, а непосредственно в природе.

Актуальность моей работы как раз в этом: для школьника научный термин перестает быть абстрактным, когда он своими глазами видит бараньи лбы, проводит рукой по ледниковым царапинам на граните и начинает понимать ход природного процесса.

Таким образом, Кольский полуостров можно читать как особую геологическую книгу, где главный автор – древний материковый ледник. На Кольском полуострове этим автором было последнее (валдайское) оледенение, которое происходило на северо-западе Восточно-Европейской равнины в эпоху позднего неоплейстоцена (примерно от 70 до 11 тысяч лет назад). Ледник валдайского оледенения не являлся неподвижной «ледяной крышкой»: он медленно двигался, давил на земную поверхность, разрушал выступы скал, шлифовал твердые породы, переносил обломочный материал и откладывал его после таяния. Центр этого ледникового покрова находился в районе Ботнического залива Балтийского моря. Движение льда было почти незаметным по человеческим меркам, но за тысячи и десятки тысяч лет эта сила изменила облик целых территорий.

Цель работы – выявить и описать основные ледниковые формы рельефа на изученном участке Кольского полуострова и показать, какую роль древний материковый ледник сыграл в формировании современного облика этой территории.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

• изучить научную литературу о геологии Кольского полуострова, Балтийском щите и четвертичных оледенениях;
• провести полевые наблюдения по маршруту Мурманск – Териберка – побережье Баренцева моря;
• выполнить фото- и видеофиксацию объектов, связанных с ледниковой обработкой рельефа;
• выделить основные ледниковые формы и описать их признаки;
• исследовать в домашней лаборатории 8 образцов кольского гранита;
• определить твердость, строение, химические свойства, массу и плотность образцов;
• сопоставить результаты полевых наблюдений с данными лабораторных опытов;
• подготовить образовательные материалы по итогам исследования и проверить, насколько они понятны младшим школьникам.

Гипотеза исследования состояла в следующем: если на изученном участке Кольского полуострова обнаружены бараньи лбы, стриации, сглаженные скалы и моренные отложения, то современный рельеф сформирован именно деятельностью древнего материкового ледника, а не, например, речной эрозией или ветром.

Объект исследования – рельеф Кольского полуострова.

Предмет исследования – ледниковые формы рельефа и признаки ледниковой обработки, наблюдаемые по маршруту экспедиции (Мурманск – Териберка – побережье Баренцева моря).

Изучением форм рельефа, созданных ледниками, занимается гляциальная геоморфология. Она рассматривает ледник не просто как массу льда, а как мощный геологический фактор, способный разрушать, переносить и откладывать горные породы.

Разрушительная работа ледника называется экзарацией. Экзарация (ледниковое выпахивание) – это процесс шлифовки, полировки и царапания скального основания. Нижняя часть ледника часто содержит песок, щебень, гальку и крупные каменные обломки. Когда ледник движется, этот материал действует как абразив: он царапает и полирует скалы.

Одним из наиболее важных следов такой работы являются стриации – параллельные царапины и борозды на поверхности коренных пород. Они образуются, когда твердые обломки, вмерзшие в лед, царапают скальное основание. По направлению стриаций можно судить о направлении движения ледника, поэтому даже небольшая царапина на граните может оказаться важным научным свидетельством.

Другой характерной ледниковой формой являются бараньи лбы, похожие на спины гигантских моржей, выползающих из земли. Бараньи лбы представляют собой асимметричные скальные выступы, обработанные движущимся льдом. Сторона, обращенная навстречу леднику, обычно более пологая и сглаженная, а противоположная сторона – более крутая и неровная. Такая форма возникает потому, что ледник шлифует скалу с одной стороны и выламывает фрагменты породы с другой.

Ледник не только разрушает породы, но и переносит их. Обломочный материал может перемещаться внутри льда, на его поверхности или у основания. После таяния ледника этот материал откладывается в виде морен. Моренные отложения часто состоят из обломков разного размера – от мелких частиц до крупных валунов. Они могут быть плохо отсортированы и сохранять угловатую форму, что отличает их от материала, долго переносимого водой.

Материалы и методы исследования:

Исследование включало три взаимосвязанных этапа: полевой, лабораторный и образовательный.

1. Полевой этап

Полевые наблюдения проводились по маршруту Мурманск – Териберка – побережье Баренцева моря. Во время экспедиции были выделены 6 основных точек наблюдения. В каждой точке фиксировались:

• форма скал;
• характер поверхности (сглаженная, шероховатая, трещиноватая);
• наличие борозд, царапин и других линейных следов;
• скопления валунов и обломочного материала;
• форма озер и понижений рельефа;
• особенности береговой линии;
• признаки возможной ледниковой обработки.

В таблице 1 показано, что на маршруте были обнаружены не отдельные случайные признаки, а целый комплекс форм, связанных с деятельностью древнего материкового ледника.

Материал фиксировался с помощью фотографий и видео. Всего было сделано более 300 фотографий и 12 коротких видеофрагментов, что позволило после экспедиции повторно анализировать объекты.

2. Лабораторный этап

Для изучения свойств пород были исследованы 8 образцов гранита, привезенных с Кольского полуострова. Для каждого образца проводилось (рис. 1):

• визуальное описание цвета, формы, зернистости и видимых минералов;
• изучение поверхности и свежего скола с помощью лупы;
• проверка твердости с использованием металлического предмета и стекла;
• химическая проба с 9% уксусной кислотой (позволяет отличить карбонатные породы, которые шипят, от силикатных, которые не шипят);
• измерение массы;
• определение объема методом вытеснения воды;
• расчет плотности по формуле: плотность = масса / объем.

Рис. 1. Изучение образцов гранита Кольского полуострова в домашних условиях. Фото А. Богуславского

Гранит – прочная кристаллическая порода, состоящая из плотно сросшихся минеральных зерен. В образцах были заметны полевой шпат, кварц и темные минералы. При проверке твердости большинство образцов оставляли царапины на стекле, что указывает на присутствие кварца. Именно такие твердые зерна, вмерзшие в лед, могли царапать скальные поверхности и образовывать стриации.

Химическая проба с уксусной кислотой не дала заметной реакции ни на одном образце, что значит, что породы являются силикатными, а не карбонатными, и не растворяются легко, что важно для сохранения ледниковых следов.

Из-за шероховатой поверхности образцов объем измеряли методом вытеснения воды, поэтому все значения плотности приблизительные. Они составили от 2,61 до 2,73 г/см³, что хорошо согласуется со справочными данными для гранита (2,60–2,75 г/см³). При изучении поверхностей под лупой на некоторых образцах удалось заметить мелкие параллельные бороздки – возможно, мелкие стриации (рис. 2). Гранит оказался хорошим «хранителем» ледниковых следов.

Рис. 2. Образцы гранита с Кольского полуострова. Фото А. Богуславского

3. Образовательный этап

По итогам экспедиции были созданы короткий фильм и детская познавательная книга «Лема и след древнего льда» (рис. 3). Главный герой книги – лемминг Лема, который путешествует по следам ледника, попадает в приключения и через них объясняет детям геологические процессы. После знакомства с книгой 32 ученика моего 3 «А» класса ГБОУ г. Москвы «Школа № 1542» ответили на вопросы небольшой анкеты, состоящей из 5 вопросов.

27 из 32 учащихся (84%) правильно определили основные ледниковые формы и признаки. Это показывает, что сложные процессы можно объяснить детям понятно и интересно.

Рис. 3. Примеры страниц образовательной книги «Лема и след древнего льда». Фото А. Богуславского

Результаты полевых наблюдений

1) Сглаженные скальные поверхности

Первым признаком ледниковой обработки стали сглаженные скалы. Они имели плавные очертания, округлую форму, местами – отполированную поверхность. Нижняя часть ледника, насыщенная песком и обломками, двигалась по скале и сглаживала выступы. Сами по себе сглаженные скалы – не окончательное доказательство оледенения (могут влиять ветер, вода, мороз), но в сочетании с другими признаками они очень важны.

2) Бараньи лбы

На маршруте встретились асимметричные скальные выступы – бараньи лбы. Одна сторона пологая и сглаженная (ледник шлифовал), другая – крутая и неровная (ледник выламывал куски). Они позволяют не только определить факт обработки, но и понять направление движения льда.

Рис. 4. Бараньи лбы (г. Мурманск, озеро Семеновское). Фото А. Богуславского

3) Стриации

Самый убедительный признак – параллельные царапины на скалах. С помощью полевого компаса я измерил направление стриаций в 5 точках с четкими царапинами (рис. 5, табл. 3). Ориентировка стриаций около 130–140° позволяет предположить направление движения льда по линии северо-запад – юго-восток.

Рис. 5. Измерение направления стриаций. Фото А. Богуславского

С учетом формы бараньих лбов и литературных данных наиболее вероятным является движение с северо-запада на юго-восток. Стриации лучше всего сохранились на гранитах, которые являются твердыми и устойчивыми породами.

4) Моренные скопления

На побережье и в отдельных местах встречены скопления обломков разного размера – от мелкого щебня до крупных валунов. Скопления плохо отсортированных угловатых и полуокатанных обломков были интерпретированы как вероятные моренные или ледниково-аккумулятивные отложения. В отличие от речной гальки, моренные обломки сохраняют угловатую форму и острые грани, а также плохо отсортированы (рис. 6).

Рис. 6. Обнажение моренной гряды. Источник: [tinkoffjournal.ru] https://opis-cdn.tinkoffjournal.ru/mercury/in-out-hike-hibiny.k8tonkdfwaxt..jpg

5) Озера и понижения рельефа

На 50-километровом участке маршрута визуально насчитывается не менее 15 вытянутых озер, расположенных цепочками. Ледник выпахивал ложбины, а после его таяния они заполнялись водой (рис. 7). Высокая озерность – дополнительный аргумент в пользу ледникового преобразования рельефа (рис. 8).

Рис. 7. Малое Батарейское озеро, с.Териберка. Фото А. Богуславского

Рис. 8. Озерные понижения в тундровом ландшафте Кольского полуострова на маршруте Мурманск – Териберка. Источник: [pikabu.ru] https://cs12.pikabu.ru/post_img/big/2022/10/01/11/166 4651347134232985.jpg

6) Береговые и фьордообразные формы Териберки

Побережье Баренцева моря в районе Териберки имеет скалистые берега, заливы, перепады высот, водопады. Здесь видны фьордообразные берега – троговые долины, частично затопленные морем (рис. 9). В отличие от глубоких норвежских фьордов, териберские формы менее глубокие и более короткие, но их ледниковое происхождение не вызывает сомнений.

Рис. 9. Фьордобразный берег (окрестности с. Териберка). Фото А. Богуславского

Водопады же связаны не только с ледником, но и с речной эрозией и трещиноватостью пород (рис. 10). Сочетание разных процессов делает рельеф Териберки особенно интересным.

Рис. 10. Водопад Мельничный каскад. Фото А. Богуславского

Обсуждение результатов

Главный результат данной работы – выявлен целый комплекс ледниковых форм (многопризнаковый подход): сглаженные скалы, бараньи лбы, стриации, морены, цепочки озер, фьордообразные берега. Каждый признак по отдельности может иметь иное объяснение, но все вместе они убедительно доказывают работу древнего ледника.

Лабораторное изучение гранитов показало, что породы Кольского полуострова (твердые, плотные, химически устойчивые) являются природным архивом, сохранившим следы ледниковой обработки на протяжении тысяч лет.

Образовательная часть работы подтвердила, что доступные материалы (книга, фильм) помогают младшим школьникам понимать геологические процессы.

Таким образом, работа имеет два измерения: исследовательское (полевые и лабораторные данные доказывают роль древнего ледника) и просветительское (результаты можно использовать в детских образовательных материалах по геологии).

Выводы

Кольский полуостров – удобная территория для изучения ледникового рельефа, так как его древние кристаллические породы хорошо сохраняют следы механического воздействия.

На маршруте Мурманск – Териберка – побережье Баренцева моря выявлены основные признаки ледниковой обработки: сглаженные скальные поверхности, бараньи лбы, стриации, моренные скопления, многочисленные озера и фьордообразные береговые формы.

Наиболее убедительные признаки – бараньи лбы и стриации, так как они непосредственно связаны с движением ледника по коренным породам. Направление стриаций (с северо-запада на юго-восток) указывает путь движения валдайского ледника.

Исследование 8 образцов гранита показало высокую твердость, приблизительную плотность 2,61–2,73 г/см³ и химическую устойчивость. Эти свойства помогают граниту сохранять ледниковые следы.

Гипотеза подтвердилась: современный рельеф изученного участка Кольского полуострова во многом сформирован деятельностью древнего материкового (валдайского) ледника.

Практическая значимость: результаты можно использовать в школьных занятиях, экскурсиях, научно-популярных фильмах и детских книгах о геологии.

Заключение

Что может быть увлекательнее, чем читать каменную летопись, которую писал ледник? Он двигался медленно, почти незаметно для человеческого воображения, но его работа видна до сих пор: в отполированных скалах, параллельных царапинах, грудах угловатых валунов, цепочках озер и суровых берегах Баренцева моря.

Ледник растаял на Кольском полуострове примерно 10 тысяч лет назад – это мгновение по геологическим меркам, но он оставил после себя послание. Оно написано не словами, а формами рельефа. Чтобы его прочитать, нужно внимательно смотреть, сравнивать, измерять и задавать вопросы.

Для меня эта работа стала настоящим диалогом с ледяным гигантом. Она показала, что наука начинается не обязательно со сложных приборов. Иногда она начинается с простого вопроса: почему эта скала такая гладкая? Откуда взялись эти царапины? Почему озера выстроились цепочкой? Почему один валун похож на местные породы, а другой словно пришел издалека?

Когда начинаешь искать ответы, обычный пейзаж превращается в исследовательскую задачу. Камень становится документом, скала – свидетелем, а маршрут – научной экспедицией.

В дальнейшем я планирую продолжить работу и изучить ледниковые формы Хибин, Ловозерских тундр и северного побережья Белого моря. Особенно интересно сравнить разные районы Кольского полуострова, чтобы понять, где следы ледника выражены сильнее, какие формы встречаются чаще, как меняется состав валунов. Отдельной перспективой является создание детского геологического путеводителя «Ледниковые места России». Мне хочется, чтобы другие школьники тоже услышали голос древнего льда и поняли: геология – это не только трудные термины, но и удивительный способ читать историю Земли прямо под ногами.

---

Список литературы

1. Берг Л.С. Климат и жизнь. – 2-е изд. – М.: ОГИЗ : Географгиз, 1947.

2. Четвертичные оледенения на территории СССР / отв. ред. А.А. Величко, Л.Л. Исаева; АН СССР, Ин-т географии. – М: Наука, 1987.

3. Вехов Н.В. Геолог М.А. Павлов на Русском Севере (Кольский полуостров и Новая Земля) // Известия Русского Севера. – 2023. – № 5-6 (с. 102-103).

4. Вопросы геологии и минералогии Кольского полуострова : сб. ст. / отв. ред. А.В. Сидоренко. – Изд-во АН СССР, 1958. – Вып. 1. – 192 с.

5. Герасимов И.П. Геоморфология СССР: учеб. пособие. – М: Изд-во Моск. ун-та, 1962.

6. Евзеров В.Я. Геология четвертичных отложений Кольского региона – Мурманск: Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2016.

7. Серебрянный Л.Р. Древнее оледенение и жизнь. – М: Наука, 1980.