Характерный красновато-коричневый цвет шоколадных глин связан не со свободными окислами железа, а с глинистыми минералами, включающими окислы Fe. Низкое содержание или отсутствие карбонатов в глинах свидетельствует о холодном климате, т. к. при низких температурах растворимость карбонатов возрастает, и они удерживаются в растворе. С другой стороны, обилие хемогенного распыленного карбоната и отсутствие вторичных изменений терригенного пелитоморфного глинистого вещества свидетельствует о том, что седиментация шла в условиях сухого климата. Начало и пик этой трансгрессии приходится на аридные обстановки с усилением процессов испарения. Геохимия осадков и состав аутигенных минералов позволяют сделать вывод, что хвалынская трансгрессия формировалась не в условиях увлажнения, а в достаточно аридных условиях (Чистякова, 2001).
В серии морских слоев Каспийского бассейна хвалынские отложения залегают выше позднехазарских (последнее межледниковье) и ниже новокаспийских (голоцен) осадков. От нижнего хазара их отделяют континентальные пресноводные ательские слои, синхронные в глубоководной впадине отложениям Ательского регрессивного бассейна, уровень которого был на 110–120 м ниже современного уровня Каспия, т. е. на отметке -140 -150 м. (Лохин, Маев, 1986; Чепалыга, 2002).
В Манычской впадине аналогом шоколадных глин являются глинисто-алевритовые красновато-коричневого цвета — абескунские слои Г. И. Попова (1980) — залегают на поверхности и ничем не перекрыты, но содержат фауну моллюсков каспийского типа с Didacna Monodacna, Adacna, Hipanis, Dreissena, Micromelania. Они слагают аккумулятивные валы Манычского пролива и соответствуют только ранне-хвалынским отложениям Каспия и основному эпизоду потопных событий 16–14 тысяч лет.
В Черноморской впадине отложения потопа залегают внутри новоэвксинских отложений (каркинитские слои). На континентальном склоне и в глубоководной впадине они представлены своеобразными светло-красновато-коричневыми и палевыми илами мощностью до 0,5–1,0 м. Своим цветом они напоминают шоколадные глины Каспийского бассейна, их возраст также близок к 15 тыс. лет.
Воды потопа оставляли четкие следы своей динамики в морфологии рельефа: морские террасы, специфические береговые линии, выровненный плоский рельеф дна, а также эрозионно-аккумулятивные формы рельефа каналов сброса потопных вод: Маныч-Керченского пролива, Босфора и Дарданелл. Долины сброса потопных вод. Маныч-Керченский пролив — это гигантская эрозионная ложбина стока, соединявшая Каспий с Черноморским бассейном. Общая длина пролива достигала 950-1000 км и варьировалась в зависимости от уровня моря; максимальная ширина 50–55 км, минимальная — 10 км. Глубина — до 30–50 м. Уклон дна пролива составлял 0,0001, а перепад уровня воды от Каспия (+50 м) до Черного моря (-80-100 м) достигал 150 м в начале слива и 100 мв конце слива. Расход воды достигал 50 тыс. куб. км.
Береговая линия. Ранне-Хвалынского бассейна принципиально отличалась от современной, т. к. при более высоком уровне моря она упиралась в подножья возвышенностей, окружающих Каспийскую впадину (Ергени, Общий Сырт, Приволжскую). Вместо причудливо изрезанных мелководными заливами аккумулятивных берегов на плоской поверхности Прикаспийской низменности и крупных дельт Волги и Урала появились абразионные берега с глубокими заливами — лиманами типа фиордов. Примером может быть изученный нами залив по долине реки Яшкуль, проникавший вглубь Ергеней на 50 км и заполненный толщей шоколадных глин с морской хвалынской фауной.
Морские террасы фиксируют положение уровня моря и береговой линии на каждой осцилляции в фазе спада Хвалынского моря. Ввиду необычно высокого подъема уровня Потопного бассейна его отложения перекрывают гораздо более древние террасы и образуют до 9 морских террас со следующими уровнями в тектонически стабильных районах (Дагестан): 48, +35, +22, +16, +6, -5, 0, -6, -12 м (Рычагов, 2001….; Свиточ, 2000….). Эти террасы фиксируют стояние уровней на фазе общего спада бассейна, причем эти осцилляции прерывались значительным снижением уровня на десятки метров. Наиболее значительны из них — две регрессии: Эльтонская (до -50 м) и Енотаевская (до -100 м). Эти данные позволяют реконструировать колебания уровня Хвалынского бассейна на фазе спада.
Временные рамки «Библейского Потопа» по разным источникам варьируют от 4,5 до более 10 тысяч лет. Так, потоп в Месопотамии определяется в интервале 4500–6000 лет (Роу, 2003), однако этот потоп не был всемирным, это скорее описание крупного наводнения. Что касается Библейского потопа, то по новейшим исследованиям, основанным на разных источниках, преобладают датировки от XII до IX тысячелетия до н. э. (Баландин, 2003), т. е. от более 13 до 12 тысяч лет назад.
Особенно детально изучена хронология Хвалынской трансгрессии Каспия, для которой имеется более полусотни радиоуглеродных датировок (Рычагов, 1997; Свиточ 2002; Леонов и др., 2003). Большая часть датировок укладывается в интервале 16–10 тыс. лет.