Воронежцы привыкли гордиться чернозёмами – природным достоянием и визитной карточкой нашего региона. А воронежский геолог Павел КАЛИНИН исследовал причину возникновения лёсса – породы, на которой сформировались наши чернозёмы. О том, чем необычна эта порода и как с её помощью можно предсказать наступление нового ледникового периода, учёный рассказал «TV Губернии».

Павел Калинин увлёкся геологией ещё в школе. Поступив на геологический факультет ВГУ, выбрал кафедру исторической геологии и палеонтологии, а диплом защитил под руководством недавно ушедшего из жизни профессора Александра Плаксенко. Сейчас кандидат геолого-минералогических наук Калинин работает в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН в подмосковном городе Пущино.

– В лаборатории геохимии и минералогии почв я занимаюсь палеопочвоведением, то есть историей возникновения древних почв, – рассказал учёный. – Мне всегда был интересен фациальный анализ. Фация – это условия формирования горной породы. В результате анализа мы можем сказать, когда сформировались эти породы, при каком климате, на каких глубинах океана, если это морские отложения.

Время формирования нашего чернозёма – всего 10 тысяч лет. Для геолога это не срок. Например, в Павловском карьере есть граниты, возраст которых – миллиарды лет. К изучению древнейших почв применяют методы классической геологии.

Загадочная порода

Научная работа Павла Калинина «Модель формирования лёсса и режимов атмосферной циркуляции в Приазовье в среднем и позднем плейстоцене» посвящена одной из самых загадочных горных пород.

Лёсс – это пылеватая горная порода, похожая на песок. Однако в лёссе нет песчинок, он пористый и рассыпается в пыль. Лёссовые породы формируют сплошной покров от Москвы до Предкавказья. Все наши почвы, особенно степные черноземы, сформированы на лёссовых породах. Если выкопать где-нибудь под Воронежем тёмный плодородный слой, под ним можно увидеть светлую породу – это и будет лёсс.

– Лёссовые отложения – одна из самых сложных для изучения горных пород, – объясняет Павел Калинин. – Весь ХХ век не утихали споры о том, что такое лёсс. Мы прекрасно понимаем условия возникновения мела – это морская горная порода. Гранит – магматическая горная порода, которая формировалась в недрах земли. Но в отношении лёсса единства у геологов нет. Существует теория, что лёсс – это ил, который намывался, когда таяли ледники. Но если вода течёт и переносит какой-то материал, он откладывается слоями. А у лёсса нет слоистости, он всегда однороден. Вторая теория – эоловая. В соответствии с ней лёсс – это пыль, которая переносилась ветром.

Когда это мнение стало общепринятым, возник другой вопрос. Откуда эта пыль взялась на юге Русской равнины? Работа Павла Калинина стала попыткой ответить на этот вопрос.

Важна ли вода?

Одна теория гласила, что лёсс формировался благодаря леднику, который переносил огромное количество обломков горных пород со всей Русской равнины, так называемые моренные отложения. Когда лёд растаял, эти отложения покрыли весь север Русской равнины. Они начинали разрушаться до пыли, а поскольку в ледниковые периоды почве было очень сухо, эта пыль переносилась ветром. Вторая теория утверждала, что после разрушения морен их вначале размывало и переоткладывало реками, а лишь затем полученный материал переносился ветром.

– Чтобы проверить эти теории, мы взяли образцы аллювия Дона (материала, переносимого реками – прим. ред.). Отобрали также образцы ледниковых отложений –морены. В Воронеже можно обнаружить самую древнюю морену Русской равнины, её мощные отложения выходят в карьере вблизи Бахчеево. Мы изучили лёссы Подмосковья, Тульской, Воронежской, Ростовской областей, Ставропольского края и сравнили, на что похож лёсс – на аллювий реки или на ледниковые отложения? Наши данные показали, что лёсс имеет удивительное сходство именно с ледниковыми отложениями.

Мы выяснили, что основной источник пыли – это ледниковые отложения, из которых ветер напрямую переносил её с севера на юг.

На открытой Русской равнине, где нет гор, ветер должен быть очень сильным. Такой ветер подхватывал бы не только пыль, но и частички песка. Между тем наши лёссы имеют тонкий пылеватый состав, в них почти нет песка. Как объяснить это противоречие?

– Над ледником образовался гигантский блокирующий антициклон; это доказали учёные, исследующие климат. Блокирующий – тот, который становится на одном месте и блокирует движение воздушных масс с других направлений. В 2010 году такой блокирующий антициклон установился над Восточно-Европейской равниной и отклонял северо-западные воздушные массы на север и на юг, не давая им проникнуть в центр Европейской части России. Благодаря блокирующему антициклону над Русской равниной во время ледникового периода (плейстоцена) не было сильного ветра. А небольшие постоянные ветра внутри антициклона переносили пыль всё дальше и дальше на юг. Так и возникли лёссовые отложения, на которых впоследствии сформировался чернозём.

Геология и климат

Знание истории помогает лучше понять настоящее и предсказать будущее. Это справедливо и для человеческой истории, и для той истории, которую изучает геология. Лёсс накапливался в ледниковый период, когда было сухо и холодно. Когда становилось тепло, начинали расти растения, формировались почвы. По чередованию лёсса и почвы можно проследить, каким был климат за последние 3 млн лет, и как он будет меняться.

– Климат цикличен. Наступление ледников сменяется очередным межледниковым периодом. За последние 800 тыс. лет каждое следующее межледниковье становилось всё более сухим и менее холодным. Прогноз на ближайшие 10 и даже 100 лет геологи дать не могут. Но в отдалённой перспективе нас ждёт новое оледенение. Затем оно сменится оттепелью, которая будет ещё суше, чем сейчас. Человек не в силах изменить климат, но человечество может приспособиться к его изменениям.

Кстати, разработанные модели переноса пыли могут пригодиться уже в наше время. При резком учащении такого явления, как пыльные бури, мы можем предсказать, что произойдёт с ландшафтами и почвами.