Что такое великое оледенение
Великое оледенение [Плейстоценовый ледниковый период]
Великое оледенение — это ледниковый период в плейстоценовой эпохе. Считается, что «Великое оледенение» началось около двух миллионов лет назад.
Ледниковый период представляет собой чередование ледниковых эпох и межледниковий. Ледниковых эпох в текущем периоде было четыре, а разделяющих их межледниковий соответственно три. Так что мы сейчас живем во время следующего, четвертого по счету межледниковья: оно началось около 10 тысяч лет назад. Затем настанет новая ледниковая эпоха.
Размеры ледников
Во время ледниковых эпох нетающие ледяные шапки на полюсах планеты разрастались. В Северном полушарии ледник доходил до широты Киева и Нью-Йорка, то есть почти полностью покрывал территорию теперешних зон тундры и тайги. Они, в свою очередь, отступали на место более южных природных зон. Во время межледниковий ледовый покров съеживался до примерно нынешней величины.
Мамонтовая фауна (тундростепь)
Сейчас, когда ледник пребывает в «съежившемся» состоянии, обширные территории на севере Евразии и Америки заняты тундрой и тайгой. А тундра — это моховое болото, расползшееся на огромную площадь.
В ледниковые эпохи почти вся эта избыточная влага северных территорий была собрана в леднике. Поверхность самого ледника, конечно, покрывала огромную площадь и была практически безжизненна, зато вокруг него простиралась обширная зона сухих холодных степей. То есть все та же самая травяная экосистема с ее высокой численностью и разнообразием копытных и хищников. Эту экосистему называют тундростепью; сейчас на Земле нет ничего подобного. Часть тамошних животных живет сейчас в тундре (северный олень, овцебык), часть — в степи (сайгак, бизон, дикая лошадь), а часть (мамонт, шерстистый носорог, саблезубый тигр) характерна лишь для тундростепи и исчезла вместе с этой экосистемой. Все эти животные вместе составляли так называемую «мамонтовую фауну».
Многочисленные травоядные служили пищей для хищников, одним из которых был человек современного типа (кроманьонец). Именно в это время у людей сложились высокоразвитые культуры со сложными каменными орудиями и великолепной наскальной живописью; их иногда так и называют культуры охотников на мамонтов.
Вюрмское оледенение
Вымирание мамонтов
Иногда говорят, будто именно первобытные охотники истребили мамонтов и прочих вымерших животных ледниковой эпохи, но это, судя по всему, ложное обвинение. Когда ледник стал таять, его кромка отступала к северу. За ней в том же направлении постепенно смещались и границы соседних природных зон. Тундростепь при этом снова превратилась в холодную и мокрую моховую тундру, с темной и долгой зимой. С юга ее ограничивала тайга. Тундровые и таежные экосистемы просто не смогли прокормить такую массу копытных и хищников, и многие из них вымерли. Конечно, человек мог нанести этим животным «последний удар», но все-таки главная причина их вымирания — изменение климата. Ведь вымирание мамонтов и прочей тундростепной фауны произошло почти одновременно и в Евразии, и в Америке, где людей тогда еще почти не было.
Что такое ледниковый период и когда он начнется
Сейчас многие говорят о глобальном потеплении при любом удобном случае. Одни жалуются: “Вот жара в июне — это все глобальное потепление”. Другие им противоречат: “Ну и мороз в феврале, а еще говорят о глобальном потеплении”. Эти словосочетания в том или ином виде вспоминают многие и очень часто. Все это из-за того, что именно оно является следствием масштабного воздействия человека на атмосферу. Глобальное потепление является частью постоянных изменений в природе. Оно сменяется ледниковым периодом и возвращается обратно. Человек тоже оказывает свое влияние на эти процессы, но оно не такое сильное. Вообще, все намного сложнее чем многие думают. Человек не может за сотню лет активной деятельности “сломать” планету. Но что же тогда происходит?
Так может быть не только в северных городах, но и в средней полосе.
Что такое ледниковый период
Прежде всего стоит понимать, что ледниковый период это не мультфильм про мамонта и его друзей. Это полноценное природное явление, которое длится сотнями тысяч лет. Ледниковый период периодически повторяется и серьезно влияет не только на животных, но даже на ландшафт нашей планеты.
Ледниковый период (науч. оледенение) — периодически повторяющийся этап геологической истории Земли (продолжительностью в несколько миллионов лет), во время которого наблюдается общее относительное похолодание климата и возникают значительные разрастания материковых ледниковых покровов.
Самыми известными жертвами ледникового периода считаются динозавры, особенно самые мелкие. На днях Рамис Ганиев уже писал о них. Вы даже не представляете себе насколько мелкими они были. При таком размере неудивительно, что они вымирали. Ученые до сих пор спорят о том, что их погубило, но именно эта версия считается самой главной.
Вымершие животные были наименее приспособлены к условиям изменения климата. Хотя даже более мелкие представители живых организмов пережили его и живут с нами до сих пор. Среди них есть настоящий современник древних монстров.
Ледниковый период и глобальное потепление
Ледниковые периоды периодически сменяются этапами глобального потепления. Когда эти этапы наступают, на Земле почти нет льда. Лед можно найти только на полюсах и на вершинах больших гор.
Когда ледниковые периоды наступали, они захватывали территории, на которых сейчас находится Канада, север США, Германия, Великобритания, Польша, Белорусия, а также большая часть России. Были и более близкие к экватору территории, покрытые льдом. Например, скалистые горы в Северной Америке.
Когда-то в этих горах был настоящий ледниковый период. Хотя, и сейчас тут лежит снег почти круглый год.
В южном полушарии так много льда не было. Связано это, в первую очередь, с тем, что площадь континентов там меньше. Тем не менее, Анды были покрыты льдом.
Океаны вблизи полюсов не были полностью покрыты толстым слоем льда. Его было больше, чем сейчас, но разница была не такой существенной, как многим кажется. Кроме этого, количество льда в океане было сезонным. В летние месяцы, как и в наше время, даже в Северном ледовитом океане были большие пространства свободные ото льда.
Ледниковые периоды оказывали серьезное воздействие на нашу планету. Конечно, они не двигали материки и не меняли береговую линию, но учитывая их постоянное воздействие, оно накапливалось и было достаточно существенным. Ландшафт менялся не только после землетрясений, падения метеоритов и сдвига тектонических плит, но и от миллионов тонн льда, которые давили на него.
Когда ученые узнали о ледниковых периодах
Первые разговоры о том, что на Земле были ледниковые периоды, появилась в середине XIX века. Одним из тех, кот открыл это явление, был Луи Агассис. Он был швейцарским геологом и изучал альпийские ледники. В ходе своих исследований он пришел к выводу, что когда-то давно количество льда в этих горах было существенно больше, чем в его время.
Благодаря этому человеку мы знали о то, что были ледниковые периоды. Луи Агассис. Годы жизни — 1807-1873.
Примерно в одно время с ним об этом задумался другой швейцарец — Жан де Шарпантье. То, что они были именно из этой страны не простое совпадение. Через территорию их страны проходит этот горный массив.
Первым серьезным научным трудом по этой тематике можно считать книгу Агассиса. Она вышла в 1840 году и в ней он подробно рассказал о своей теории ледникового периода. Четыре года спустя он выпустил еще одну книгу, в которой поделился своими новыми наработки и развил первоначальную идею. До выхода этих книг он публиковал только статьи. Например, в 1937 году вышла его первая статья, названная “Теория ледников”. В ней он впервые затронул вопрос больших ледников. Многие восприняли его труды скептически, но со временем приняли их. Особенно, когда начали появляться новые доказательства его заключений.
Со временем это неминуемо привело к конфликту научного и религиозного сообщества. Такие конфликты часто возникали после серьезных открытий. В итоге ледниковый период попробовали соотнести со Всемирным потопом, но получилось плохо. Назвать одно доказательством другого не получилось и конфликты продолжились.
Многие пытались связать Всемирный потоп и ледниковый период, но не получилось.
Несмотря на всю привлекательность изучения ледниковых периодов, им не уделяли должного внимания. Только в начале XX века, когда их следы были обнаружены по всему миру, изучение стало действительно массовым. Позже это изучение вылилось в отдельное течение в науке. С тех пор многие исследователи полностью посвящают себя изучению ледникового периода.
Исследование ледникового периода
Многие не верят, что можно доказать наличие льда в каком-то месте если он уже растаял. Особенно, если растаял он десятки тысяч лет назад. Те, кто не верит ошибаются. В первую очередь, из-за того, что ледяной покров оставляет после себя ярко выраженные следы в виде диамиктона.
Эти и другие отложения формируются ледниковыми озерами и самими ледниками, которые могут как нарастать в разные стороны, так и сползать в море. Сползая, ледники уносят с собой часть горной породы. Лед легче воды и поэтому может плавать. Когда он плавает он постепенно тает и сбрасывает собранную породу. По этим “сбросам” можно понять, где был этот лед и как он оказался в новом для него месте.
Те породы, которые не попали в океан, но переместились по суше, тоже могут помочь в исследовании ледникового периода. Также в исследованиях могут помочь и отложения на дне горных озер, многие из которых сформировались именно во времена ледникового периода.
Эта красота могла сформироваться во время ледникового периода.
Как начинаются ледниковые периоды
Теорий того, почему начинаются ледниковые периоды, много, но одна из них имеет больше сторонников, чем остальные. Она связывает глобальные климатические изменения с местными изменениями ландшафта.
Если верить мрачным прогнозам, то из-за изменений климата нам осталось совсем недолго спокойно жить на нашей планете. Вот несколько доказательств этого.
Наша планета нагревается Солнцем очень неравномерно из-за того, что имеет форму шара, а не диска, как утверждают многие (Николай Хижняк приводил доказательства этого). В результате этого возникает разница температур в разных частях планеты. Из-за этого воздушные и водные массы начинают перемещаться между экватором и плюсами.
Если бы на Земле не было материков, как рассказывала Дарья Елецкая в своей статье, это происходило бы очень легко. С появлением материков, циркуляция воздуха и воды была нарушена. Например, одной из причин начала ледниковых периодов называют формирование Гималаев, которые замедлили перемещение воздушных масс от экватора к северному полюсу.
Другой ледниковый период начался после “зарастания” Панамского перешейка между Северной и Южной Америкой. В результате этого нарушилось перемещение воды между Тихим и Атлантическим океанами.
В итоге, между экватором и полюсами, особенно северным накапливается разница температур. Из-за нарастания льда, эта разница становится еще больше. Лед мешает прогреваться полюсам. В итоге это запускает долгий процесс изменения климата.
Как заканчиваются ледниковые периоды
Каким бы лютым не был ледниковый период, рано или поздно он сменится теплым временем. Его еще называют межледниковым периодом. Основной причиной такого перехода называют изменение орбиты и траектории Земли вокруг Солнца. Эти изменения не кажутся существенными, но их хватает для изменения баланса тепла на планете.
Обычно ледниковые периоды длятся до ста тысяч лет, после чего за несколько тысяч лет переходят к межледниковым. Сейчас мы как раз живем в такой период. Его особенностями являются относительно равная температура на всей Земле, относительно небольшое количеством снега и льда и высокий уровень мирового океана.
Признайтесь честно, если при словах «ледниковый период» вспоминаете эту белку.
Во время ледникового периода условия жизни на Земле становятся невыносимыми. Например, на широте Москвы, Берлина, Токио и Нью-Йорка в зимний период жизнь невозможна из-за очень суровых условий. В летний период условия помягче, и в них даже можно жить, но они все равно намного хуже тех, к которым мы привыкли.
Влияние ледникового периода на флору и фауну
Ледниковые периоды приводят к падению уровня мирового океана. Так происходит из-за того, что вся вода собирается на суше в виде льда, существенно меняя ландшафт планеты. Уровень моря может падать на сто и более метров. Учитывая, что некоторые проливы, например, Берингов имеют существенно меньшую глубину, этого достаточно для того, чтобы соединить между собой целые континенты.
Например, объединение Евразии и Северной Америки (через Берингов пролив), могло стать причиной появления цивилизации Майя. По одной из версий Майя являются потомками азиатских племен, которые постепенно переселились на другой континент. Кстати, недавно я писал статью, в которой привел примеры, того, что Майя были менее дружелюбными, чем считалось ранее.
Также перемещаться могут и целые системы растений. Они разрастаются по временно осушенным территориям и переходят на новые острова, полуострова и континенты, к которым они “приросли” морским дном.
Позже эта “калитка” захлопывается и уровень воды поднимается, но за несколько десятков тысяч лет колонии растений и животных уже находятся на новых землях. Так происходит глобальное перемещение живых организмов и растений по планете.
Некоторые виды наоборот умирают, как, например, динозавры или растения, которые росли только в северных регионах. В итоге ледниковые периоды оказывают очень большое влияние не только на ландшафт планеты, но и на ее обитателей.
Последний на данный момент ледниковый период называется кайнозой. Он считается временем зарождения человека разумного. В кайнозой вымерло большое количество видов животных и жизнь на Земле претерпела своего рода перезагрузку. В результате этой перезагрузки появились организмы, способные переносить сложные условия среды. В процессе эволюции на первое место вышла способность адаптироваться, которая важна и сейчас.
Последняя ледниковая эпоха и максимум последнего оледенения
Последняя эпоха оледенения началась около 110 тысяч лет назад и закончилась примерно 12 тысяч лет назад. В это время площадь ледяного покрова постоянно менялась то в большую, то в меньшую сторону, но своего пика достигла в период 27-19 тысяч лет назад. В этот период на Земле были самые сложные условия. Особенно в районе нынешней Франции и Германии.
В этот период средняя температура на планете была на 6 градусов Цельсия ниже, чем сейчас. Уровень мирового океана был ниже на 135-150 метров, а толщина ледяного покрова на суше достигала 3-4 километров. Влажность на планете тоже была очень низкой. Это привело к уменьшению количества лесов и даже опустыниванию южной части Австралии. Хотя такие процессы наблюдается и сейчас.
Дополнительной неприятностью для выживших после ледникового периода животных стало падение метеорита в Мексиканском заливе. В феврале 2012 года Национальная академия наук США, опубликовав доклад, окончательно подтверждающий этот факт.
Можно ли отсрочить ледниковый период
Прошлый ледниковый период продлился около 100 тысяч лет. Межледниковый до этого длился около 125 тысяч лет. Такие цифры не дают возможность точно спрогнозировать дату начала следующего ледникового периода. Одно ясно точно — он будет! Но скорее всего, это будет относительно нескоро и пока закупаться гречкой не стоит.
Было время, когда Земля была покрыта льдом чуть ли не полностью.
С учетом развития современного общества, мы даже немного тормозим наступление нового ледникового периода тем, что усердно прогреваем зоны рядом с полюсами. Тем самым мы немного компенсируем неоднородность температуры на Земле. А еще мы строим каналы, которые изменяют баланс водного обмена между океанами. Конечно, этого недостаточно для полной отмены нового похолодания, но небольшую отсрочку мы даем себе сами.
Есть и то, что неподвластно нашей воле. Например, движения тектонических плит. Они в любой момент могут переместиться и это окажет на климат дополнительное влияние. С другой стороны это будет уже глобальной катастрофой и изменения климата будут волновать нас меньше всего. Другие катастрофы, например, падение метеорита, извержение супер-вулкана или атомная война, тоже могут изменить климат на нашей планете. В каждом из этих случаев в атмосферу выбросится много пыли и пепла, которые перекроют доступ солнечных лучей. За несколько лет это сможет сильно изменить распределение тепла на планете.
Если вы еще не подписаны на наш новостной канал в Telegram, самое время подписаться. Там очень много всего интересного, в том числе о ледниковых периодах и глобальном потеплении.
В завершение можно сказать, что несмотря на все наши технологии и умение строить отличные дома, нам будет очень сложно пережить ледниковый период, если он вдруг резко наступит. Из-за постоянного изменения толщины ледяного покрова, мы не сможем построить ничего нового. А существующие города будут разрушены километровыми массами льда, которые при этом будут перемещаться и просто сметут все, что ближе к полюсам.
Выжить в более теплых районах будет можно, но на Земле слишком много людей, чтобы сделать это с комфортом. В итоге жизнь превратится в выживание. Мрачный прогноз! Но бояться этого не стоит, ведь вероятность его наступления “одним днем” ничтожно мала. Так что пока живем.
Что такое великое оледенение
Палеогеновый период геологической истории Земли, начавшийся 67 миллионов лет назад, длился 41 миллион лет. Следующий, неогеновый, – 25 миллионов лет. Последний, самый короткий, – около 1 миллиона лет. Его-то и называют ледниковым.
Устоялось представление о том, что поверхность суши и моря, даже недра планеты испытали влияние мощнейших оледенений. Получены данные, свидетельствующие о последовательном похолодании климата Земли со времени палеогена (60-65 миллионов лет назад) до наших дней. Среднегодовая температура воздуха в умеренных широтах снизилась с характерных для тропической зоны 20° С до 10. В нынешних климатических условиях процессы оледенения формируются и развиваются на площади 52 миллиона квадратных километров. Им подвержена десятая часть поверхности планеты.
В течение последних 700 тысяч лет, полагают ученые, на севере Евразии и Северной Америки существовали огромные по протяженности ледниковые покровы – гораздо более обширные, чем современный Гренландский и даже Антарктический. Размеры этого палеооледенения оцениваются крупным специалистом в этой области – американским ученым РФ. Флинтом – в 45,2 миллиона квадратных километров. На Северную Америку приходилось 18, Гренландию – 2, Евразию – 10 миллионов квадратных километров льдов. Иными словами, предполагаемая площадь оледенения в Северном полушарии была более, чем в два раза обширнее, чем в сегодняшней Антарктиде (14 миллионов квадратных километров). В работах гляциологов реконструируются ледниковые щиты в Скандинавии, на Северном море, значительной части Англии, равнинах Северной Европы, низменностях и горных районах севера Азии и почти на всей территории Канады, Аляски и севера США. Толщина этих щитов определяется в 3-4 километра. С ними связываются грандиозные (вплоть до глобальных) изменения природной обстановки на Земле.
Специалисты рисуют весьма впечатляющие картины былого. Они полагают, что под натиском льдов, надвигавшихся с Севера, древние люди и животные покидали места обитания и искали пристанища в южных районах, где климат был тогда намного холоднее, чем сейчас.
Считается, что уровень Мирового океана в то время понизился на 100-125 метров, так как ледниковые покровы «сковали» огромное количество его вод. Когда ледники начали таять, море затопило обширные низменные пространства суши. (С предполагаемым наступлением моря на материки связывают иногда легенду о всемирном потопе.)
Насколько верны бытующие в науке представления о последней ледниковой эпохе? – вопрос актуальный. Знание характера, размеров древних ледников, масштабов их геологической деятельности необходимо для объяснения многих аспектов развития природы и древнего человека. Последнее особенно важно. Мы живем в четвертичном периоде, который называют антропогенным.
Познавая прошлое, можно предсказывать будущее. Поэтому ученые думают о том, грозит ли человечеству в ближайшей или отдаленной перспективе новое «великое оледенение».
Итак, чего ожидать человечеству, если климат на Земле опять станет значительно холоднее нынешнего?
С ИДЕЯМИ СВЫКАЮТСЯ, КАК С ЛЮДЬМИ
Книга «Исследования о ледниковом периоде», написанная узником Петропавловской крепости – известным ученым и революционером П.А. Кропоткиным, – вышла в свет в 1876 году. В его работе полно и ясно излагались соображения о «великом оледенении», зародившемся в горах Скандинавии, заполнившем котловину Балтийского моря и вышедшем на Русскую равнину и Прибалтийские низменности. Эта концепция древнего оледенения получила широкое признание в России. Одно из главных ее оснований – факт распространения на равнинах Северной Европы своеобразных отложений: несортированных глин и суглинков, содержащих каменные обломки в виде гальки и валунов, размеры которых достигали 3-4 метров в поперечнике.
Ранее ученые вслед за великими естествоиспытателями XIX века Ч.Лайелем и Ч.Дарвином считали, что суглинки и глины отлагались на дне холодных морей – современных равнинах Северной Европы, а валуны разносились плавающими льдами.
«Дрифтовая (от слова «дрейф») теория», быстро теряя сторонников, отступала под натиском идей П.А.Кропоткина. Они подкупали возможностью объяснить многие загадочные факты. Откуда, например, взялись на равнинах Европы отложения, содержащие крупные валуны? Ледники, наступавшие широким фронтом, позднее растаяли, и эти валуны оказались на поверхности земли. Это звучало вполне убедительно.
Спустя тридцать три года немецкие исследователи А.Пенк и Э.Брюкнер, изучавшие территорию Баварии и высказавшие идею о четырехкратном древнем оледенении Альп, решились четко увязать каждый из его этапов с террасами рек бассейна верхнего течения Дуная.
Оледенения получили имена, главным образом, притоков Дуная. Самое древнее – «гюнц», более молодое – «миндель», затем следовали «рисс» и «вюрм». Следы их впоследствии стали искать и находить на равнинах Северной Европы, в Азии, Северной и Южной Америке и даже в Новой Зеландии. Исследователи настойчиво увязывали геологическую историю того или иного региона с «эталонной» Центральной Европой. Никто не задумался над тем, правомерно ли выделять древние оледенения в Северной или Южной Америке, Восточной Азии или островах Южного полушария по аналогии с Альпами. Вскоре на палеогеографических картах Северной Америки появились оледенения, соответствующие альпийским. Они получили имена штатов, которых достигали, как полагают ученые, спускаясь к югу. Наиболее древнее – небрасское – соответствует альпийскому гюнцу, канзасское – минделю, иллинойское – риссу, висконсинское – вюрму.
Представления о четырех покровных оледенениях в недавнем геологическом прошлом были приняты и для территории Русской равнины. Их назвали (в порядке убывания возраста) окским, днепровским, московским, валдайским и соотнесли с миндельским, рисским, вюрмским. А как же самое древнее альпийское оледенение – гюнц? Иногда под разными названиями на Русской равнине выделяют и пятое, соответствующее ему оледенение.
Предпринятые в последние годы попытки «усовершенствовать» альпийскую модель привели к выделению еще двух догюнцевских (наиболее ранних) «великих оледенений» – дуная и бибера. А в связи с тем, что с некоторыми из предполагаемых альпийских оледенений сопоставляются по два-три (на равнинах Европы и Азии), общее их число в четвертичном периоде достигает, по мнению некоторых ученых, одиннадцати и более.
С идеями свыкаются, сродняются, как с людьми. Расстаться с ними подчас очень трудно. Проблема древних «великих оледенений» в этом смысле – не исключение. Накопленные учеными данные о строении, времени зарождения и истории развития нынешних ледниковых покровов Антарктиды и Гренландии, о закономерностях структуры и формирования современных мерзлых пород и явлениях, с ними связанных, ставят под сомнение многие бытующие в науке представления о характере, масштабах проявления древних ледников и их геологической деятельности. Однако (традиции сильны, энерция мышления велика) эти данные либо не замечаются, либо им не придают значения. Они по-новому не осмысливаются и серьезно не анализируются. Рассмотрим же в их свете проблему древних покровных оледенений и попытаемся понять, что на самом деле происходило с природой Земли в недалеком геологическом прошлом.
ФАКТЫ ПРОТИВ ТЕОРИИ
Четверть века назад почти все ученые были согласны с тем, что современные ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии развивались синхронно с предполагаемыми «великими ледниками» в Европе, Азии и Северной Америке. Покровное оледенение Земли, считали они, начиналось в Антарктиде, Гренландии, на арктических островах, затем охватывало материки Северного полушария. В межледниковые эпохи антарктические и гренландские льды таяли полностью. Уровень Мирового океана поднимался на 60-70 метров выше современного. Значительные территории приморских равнин затапливались морем. Никто не сомневался в том, что современная эпоха – еще незакончившаяся ледниковая. Дескать, ледниковые покровы просто не успели растаять. Более того: в эпохи похолоданий не только возникали огромные ледники на континентах Северного полушария, но существенно разрастались Гренландский и Антарктический ледниковые щиты. Минули годы, и результаты исследований труднодоступных полярных районов полностью опровергли эти представления.
Оказалось, что ледники в Антарктиде появились задолго до «ледникового периода» – 38-40 миллионов лет назад, когда по северу Евразии и Северной Америки простирались субтропические леса, а на берегах современных арктических морей раскачивались пальмы. Ни о каком оледенении на континентах Северного полушария тогда, конечно, не может быть и речи. Ледниковый покров Гренландии также возник не менее 10-11 миллионов лет назад. В то время на побережьях арктических морей на севере Сибири, Аляски и Канады произрастали смешанные леса (среди берез, ольхи, елей, лиственниц встречались широколиственный дуб, липа, вяз), соответствующие теплому влажному климату.
Данные о древности ледниковых покровов Антарктиды и Гренландии остро поставили вопрос о причинах оледенения Земли. Их видят в общепланетарных потеплениях и похолоданиях климата. (Еще в 1914 году югославский ученый М.Миланкович вычертил графики колебаний прихода солнечной радиации на земную поверхность за последние 600 тысяч лет, отождествляемых с эпохами оледенений и межледниковыми периодами.) Но мы теперь знаем, что когда на севере Евразии и Северной Америки климат был теплым, Антарктида и Гренландия укрылись ледниковыми щитами, размеры которых позднее никогда существенно не уменьшались. Значит, дело не в колебаниях прихода солнечного тепла и общеземных похолоданиях и потеплениях, а в сочетании определенных факторов, приводящих к оледенению в данных конкретных условиях.
Исключительная стабильность гренландского и антарктического ледниковых покровов не свидетельствует в пользу представления о неоднократности развития и исчезновения «великих оледенений» на материках Северного полушария. Непонятно, почему более 10 миллионов лет непрерывно существует гренландский ледниковый щит, в то время как рядом с ним менее чем за 1 миллион лет в силу каких-то совершенно неясных причин неоднократно возникал и исчезал североамериканский.
Положите на стол два куска льда – один в 10 раз больший другого. Какой из них растает быстрее? Если вопрос покажется риторическим, спросите себя: какой ледниковый покров должен был исчезнуть первым при общем потеплении климата в Северном полушарии – Гренландский площадью 1,8 миллиона квадратных километров или предполагаемый рядом с ним североамериканский – в 10 раз больший? Очевидно, что второй обладал большей устойчивостью (во времени) ко всем внешним изменениям.
Опираясь на господствующую сейчас теорию, не объяснить этого парадокса. Согласно ей, огромный гипотетический североамериканский ледниковый щит возникал за последние 500-700 тысяч лет четыре-пять или более раз, т. е. примерно через каждые 100-150 тысяч лет, а размеры расположенного по соседству (несравненно меньшего) почти не менялись. Невероятно!
Если устойчивость антарктического ледового покрова в течение десятков миллионов лет (допустим, что ледники Северного полушария в это время возникали и исчезали) можно объяснить близостью материка к полюсу, то в отношении Гренландии следует помнить: ее южная оконечность находится близ 60 градуса северной широты – на одной параллели с Осло, Хельсинки, Ленинградом, Магаданом. Так могли ли предполагаемые «великие оледенения» возникать и исчезать в Северном полушарии столь часто, как принято утверждать? Вряд ли. Что касается критериев и способов установления их количества, то они ненадежны. Красноречивое доказательство тому – разнобой в оценке численности оледенений. Сколько их все-таки было: 1-4, 2-6, или 7-11? И какое из них можно считать максимальным?
Термины «похолодание» и «оледенение» употребляются обычно как синонимы. Само собой, вроде бы, разумеется: чем холоднее был климат Земли, тем более широким фронтом наступали с севера древние ледники. Говорят: «было столько-то эпох похолоданий», подразумевая, что было столько же эпох оледенений. Однако и тут новейшие исследования поставили немало неожиданных вопросов.
А.Пенк и Э.Брюкнер считали максимальным самое древнее или одно из самых древних оледенений ледникового периода. Они были убеждены, что размеры последующих последовательно уменьшались. В дальнейшем укрепилось и практически безраздельно господствовало мнение: самым крупным являлось оледенение, приходящееся на середину ледникового периода, а самым ограниченным – последнее. Для Русской равнины было аксиомой: наиболее обширное днепровское оледенение, имевшее два больших «языка» по долинам Днепра и Дона, опускалось по ним южнее широты Киева. Границы следующего – московского проводили значительно севернее (несколько южнее Москвы), еще более молодого – валдайского рисовали севернее Москвы (примерно на полпути от нее до Ленинграда).
Пределы распространения гипотетических ледовых покровов на равнинах восстанавливают двумя способами: по отложениям древних ледников (тиллю – несортированной смеси глины, песка, крупных каменных обломков), по формам рельефа и по ряду других признаков. И вот что примечательно: в пределах распространения самого молодого (из предполагаемых) оледенения находили отложения, которые относили затем ко всем или почти ко всем предшествующим (двум, трем, четырем и т.д.). Близ южных границ днепровского оледенения (в долинах Днепра и Дона в их нижнем течении) обнаруживается только один слой тилля, как и у южных пределов предположительно максимального иллинойского (в Северной Америке). И тут и там севернее устанавливается больше слоев отложений, которые по тем или иным признакам причисляют к ледниковым.
На севере и особенно северо-западе рельеф Русской равнины имеет резкие («свежие») очертания. Общий характер местности позволяет полагать, что еще недавно здесь был ледник, подаривший ленинградцам и жителям Прибалтики излюбленные места отдыха и туризма – живописные сочетания гряд, холмов и озер, лежащих в западинах между ними. Озера на Валдайской и Смоленской возвышенностях нередко глубоки и отличаются прозрачностью и чистотой воды. А к югу от Москвы ландшафт меняется. Здесь почти нет участков холмисто-озерного рельефа. Преобладают увалы и пологие холмы, изрезанные речными долинами, ручьями и оврагами. Поэтому считается, что бывший здесь когда-то ледниковый рельеф переработан и изменен почти до неузнаваемости. Наконец, для южных пределов предполагаемого распространения ледниковых покровов на Украине и по Дону характерны расчлененные, изрезанные реками пространства, почти лишенные признаков ледникового рельефа (если он был тут), что дает, дескать, основание считать: здешний ледник – один из самых древних.
Все эти представления, казавшиеся бесспорными, в последнее время поколеблены.
ПАРАДОКС ПРИРОДЫ
Сенсационными оказались результаты изучения льда из кернов глубоких скважин в Антарктиде, Гренландии и донных отложений океанов и морей.
По соотношению тяжелых и легких изотопов кислорода во льду и морских организмах ученые могут теперь определять древние температуры, при которых накапливался лед и отлагались слои осадочных пород на дне моря. Выяснилось: одно из сильнейших похолоданий приходится не на начало и середину «ледникового периода», а почти на самый его конец – на интервал времени, отстоящий от наших дней на 16-18 тысяч лет. (Ранее предполагали, что самое большое оледенение на 84-132 тысячи лет старше.) Признаки очень резкого похолодания климата в конце «ледникового периода» обнаружены и другими методами в разных частях Земли. В частности, по ледяным жилам на севере Якутии. Вывод о том, что наша планета недавно пережила одну из самых холодных или самую холодную эпоху, кажется теперь весьма достоверным.
Но как объяснить феноменальный природный парадокс, состоящий в том, что времени очень сурового климата соответствует минимальное из предполагаемых наземных покровных оледенений? Оказавшись в «тупиковом» положении, некоторые ученые пошли по наиболее легкому пути – отказались от всех прежних представлений и предложили считать последнее оледенение одним из максимальных, поскольку климат в это время был одним из самых холодных. Таким образом, отрицается вся система геологических доказательств последовательности природных событий в ледниковом периоде, рушится все здание «классической» ледниковой концепции.
МИФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛЕДНИКОВ
Нельзя разобраться в сложных вопросах истории «ледникового периода», не изучив предварительно проблем геологической деятельности древних ледников. Оставленные ими следы – единственные свидетельства их распространения.
Ледники бывают двух основных типов: большие щиты или купола, сливающиеся в огромные покровы, и горные ледники (глетчеры). Геологическая роль первых наиболее полно освещена в работах американского ученого Р.Ф.Флинта, обобщившего представления многих ученых (в том числе и советских), согласно которым ледники совершают огромную разрушительную и созидательную работу – выпахивают большие рытвины, котловины и накапливают мощные толщи отложений. Допускается, например, что они, подобно бульдозеру, способны выскребать котловины глубиной несколько сот метров, а в отдельных случаях (Согне-фиорд в Норвегии) – до 1,5-2,5 тысячи метров (глубина этого фиорда 1200 м плюс такая же высота склонов). Совсем неплохо, если иметь в виду, что ледник должен был «рыть» здесь твердые скальные породы. Правда, чаще всего с ледниковым выпахиванием связывают образование котловин глубиной «только» 200-300 метров. Но сейчас с достаточной степенью точности установлено, что лед движется двумя способами. Либо его глыбы скользят по сколам-трещинам, либо действуют законы вязкопластического течения. При длительных и все возрастающих напряжениях твердый лед становится пластичным и начинает, хотя и очень медленно, течь.
В центральных частях Антарктического покрова скорость движения льда 10-130 метров в год. Она несколько возрастает лишь в своеобразных «ледяных реках», текущих в ледяных же берегах (выводных ледниках). Движение придонной части ледников настолько медленно и плавно, что они физически не в состоянии совершать ту грандиозную работу, которая им приписывается. Да и везде ли касается ледник поверхности своего ложа? Снег и лед – хорошие теплоизоляторы (эскимосы издавна строят жилища из спрессованного снега и льда), а из недр земли к ее поверхности постоянно поступает в небольших количествах внутриземное тепло. В покровах большой толщины лед снизу подтаивает, под ним возникают реки и озера. В Антарктиде близ советской станции «Восток» под четырехкилометровой толщей ледника существует водоем площадью 8 тысяч квадратных километров! Значит, лед не только не сдирает здесь подстилающие его породы, а как бы «плавает» над ними или, если слой воды невелик, скользит по их смоченной поверхности. Горные ледники в Альпах, на Кавказе, Алтае и в других районах продвигаются со средней скоростью 100-150 метров в год. Их придонные слои и здесь в основном ведут себя как вязко-пластичное вещество и текут в соответствии с законом ламинарного течения, приспосабливаясь к неровностям ложа. Стало быть, и они не могут выпахивать корытообразные долины-троги шириной несколько километров и глубиной 200-2500 метров. Это подтверждают любопытные наблюдения.
В средние века площадь ледников в Альпах увеличилась. Они продвинулись вниз по речным долинам и погребли под собой постройки римской эпохи. А когда альпийские ледники вновь отступили, из-под них показались прекрасно сохранившиеся фундаменты зданий, разрушенных людьми и землетрясениями, и мощеные римские дороги с выбитыми на них колеями от повозок. В центральной части Альп, близ Инсбрука в долине реки Инн, под отложениями отступившего ледника обнаружены слоистые осадки древнего озера (с остатками рыб, листьями и ветками деревьев), существовавшего здесь около 30 тысяч лет назад. Значит ледник, надвинувшийся на озеро, практически не повредил слоя мягких осадков – даже не смял их.
С чем же связана большая ширина и корытообразная форма долин горных ледников? Думается, с активным обрушением склонов долин в результате выветривания. На поверхности ледников оказывалось огромное количество обломков каменного материала. Движущийся лед, как лента транспортера, уносил их вниз. Долины не загромождались. Их склоны, оставаясь крутыми, быстро отступали. Они приобретали большую ширину и поперечный профиль, напоминающий корыто: плоское дно и крутые борта.
Признавать способность ледниковых потоков механически разрушать горные породы – значит приписывать им мифические свойства. Благодаря тому, что ледники не выпахивают свое ложе, во многих долинах, ныне свободных ото льда, сохранились древние речные отложения и связанные с ними россыпи золота и ряда других ценных полезных ископаемых. Если бы ледники производили приписываемую им вопреки фактам, логике и физическим законам огромную разрушительную работу, в истории человечества не было бы «золотых лихорадок» Клондайка, Аляски, а Джек Лондон не написал бы нескольких прекрасных повестей и рассказов.
С ледниками связывается и разнообразная созидательная геологическая деятельность. Но нередко это делается без должного обоснования. В горах действительно часто встречаются толщи, состоящие из хаотической смеси глыб, щебня и песка, перегораживающие иногда долины от одного до другого склона. Ими сложены иной раз и значительные по протяженности участки долин. На равнинах к отложениям древних ледниковых покровов относят обычно неслоистые и несортированные глины, суглинки, супеси, содержащие каменные включения – преимущественно гальку и валуны. Однако известно, что в холодноводных озерах валуны могут разноситься плавающими льдами. Переносят их и речные льды. Поэтому многие разновидности морских и речных отложений содержат каменные включения. Причислять их только на этом основании к ледниковым отложениям нельзя. Большая роль принадлежит тут селям, наиболее интенсивным в горах или предгорьях и в поясах, для которых характерна смена дождливых (увлажненных) и засушливых периодов.
Одним из очевидных свидетельств ледникового происхождения таких отложений считаются «валунные отмостки» – скопления валунов, верхняя поверхность которых якобы сточена льдом. Мы только что доказали: ледник не мог этого сделать. Те, кто бывал на берегах приполярных рек и морей, знают: валунные отмостки – обычное здесь явление. При резких подвижках льда в береговой зоне он проделывает впечатляющую работу: словно бритвой срезает выступающие выпуклые края валунов, стальные трубы и бетонные сваи. В содержащих валуны отложениях несортированных глин и суглинков есть остатки раковин морских организмов. Стало быть, они накапливались в море. Иногда встречаются валуны, к гладкой поверхности которых прикрепились морские раковины. Такие находки отнюдь не свидетельствуют в пользу ледникового происхождения этих округлых каменных глыб.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПОДЗЕМНОГО ОЛЕДЕНЕНИЯ
Под влиянием представлений о «великих» наземных суперледниках роль подземного оледенения в истории Земли или не замечалась, или природа его истолковывалась ошибочно. Об этом феномене иной раз говорили как о явлении, сопутствующем древним оледенениям.
Зона распространения мерзлых горных пород на Земле очень велика. Она занимает около 13 процентов площади суши (в СССР – почти половину территории), включает огромные пространства Арктики и Субарктики, а в восточных районах Азиатского материка достигает средних широт.
Наземное и подземное оледенения в целом свойственны областям охлаждения Земли, т. е. регионам с отрицательными среднегодовыми температурами воздуха, испытывающим дефицит тепла. Дополнительное условие образования наземных ледников – преобладание твердых атмосферных осадков (снега) над их расходом, а подземное оледенение приурочено к районам, где атмосферных осадков не хватает. В первую очередь – к территории севера Якутии, Магаданской области и Аляски. В Якутии, где выпадает очень мало снега, находится полюс холода Северного полушария. Здесь зарегистрирована рекордно низкая температура – минус 68°С.
Для зоны распространения мерзлых горных пород наиболее характерен подземный лед. Чаще всего это более или менее равномерно распределенные в толщах отложений небольшие по размерам прослойки и прожилки. Пересекаясь между собой, они нередко образуют ледяную сетку или решетку. Встречаются и залежи подземного льда толщиной до 10-15 метров и более. А самая впечатляющая его разновидность – вертикальные ледяные жилы высотой 40-50 и шириной свыше 10 метров в верхней (самой толстой) части.
В соответствии с концепцией В.А.Обручева крупные ледяные жилы, линзы и пласты подземных льдов еще совсем недавно считали захороненными остатками былых ледниковых покровов и обосновывали этим теоретическую реконструкцию огромного ледникового покрова почти на всей территории Сибири вплоть до арктических морей и их островов.
Советские (главным образом) ученые раскрыли механизм образования ледяных жил. В условиях низких температур грунт, укрытый тонким слоем снега, интенсивно охлаждается, сжимается и разбивается трещинами. Зимой в них попадает снег, летом вода. Она замерзает, поскольку нижние окончания трещин проникают в сферу постоянно мерзлых горных пород, имеющих температуру ниже 0°С. Периодическое возникновение новых трещин на старом месте и заполнение их дополнительными порциями снега и воды приводят сначала к образованию ледяных жил клиновидной формы высотой не более 12-16 метров. В дальнейшем они растут в высоту и ширину, выжимая часть вмещающего их минерального вещества к земной поверхности. Последняя за счет этого постоянно повышается – ледяные жилы как бы «закапываются» в грунт. С увеличением глубины залегания создаются условия для их дальнейшего роста вверх. Он прекращается, когда общая льдонасыщенность отложений достигает максимального значения 75-90 процентов от общего объема всей льдогрунтовой массы. Общее повышение поверхности может достигать при этом 25-30 метров. Согласно расчетам, на образование ледяных жил большой вертикальной протяженности требуется 9-12 тысяч лет.
Когда возможности роста ледяной жилы исчерпываются, происходит ее вскрытие, она начинает протаивать. Возникает термокарстовая воронка, которая при отсутствии стока из нее превращается в озеро, имеющее часто крестообразную форму в связи с тем, что располагается оно на взаимном пересечении ледяных жил. Наступает стадия массового протаивания льдистых пород.
Ледяные жилы порождают озера, а озера ликвидируют их, подготавливая условия для повторного появления и развития жильных льдов.
Вопрос о связи образования крупных ледяных жил с морозобойным растрескиванием грунтов и замерзанием воды в них решен практически однозначно, обсуждаются лишь детали этого процесса, связь его с теми или другими ландшафтами в условиях континентальной суши. Проблема происхождения крупных залежей подземного льда, имеющих форму линз и прослоев, оказалась более сложной и до сих пор является предметом острой дискуссии. Одни ученые считают, что это захороненные остатки древних ледников. Другие утверждают: такие залежи образуются в процессе промерзания грунтов. Некоторые исследователи неправильно относят к ледниковым погребенные линзы и пласты льда, вынесенные когда-то морем на сушу.
Особенно много линз и пластов подземного льда на севере Западно-Сибирской низменности и приморских равнинах Чукотки. Результаты работ там советских мерзлотоведов позволяют сделать вполне определенный вывод: подземные линзы и пласты льда в этих районах образовались в процессе промерзания горных пород и являются характерным его следствием. Ряд деталей их строения (прежде всего наличие в подземных залежах льда крупных каменных включений – гальки и валунов) не укладываются в рамки стандартных представлений о подземном льдообразовании. Именно валуны рассматриваются как главное и прямое свидетельство того, что содержащие их льды – остатки былых ледниковых покровов. Однако попадание валунов в массивы «чистого» подземного льда вполне объяснимо. Горные породы разбиты трещинами. Проникшая в них вода, замерзая, выталкивала валуны вверх, где их обволакивал «чистый» лед.
Другая специфическая черта подземных линзовидных залежей льда – иногда свойственная им складчатость. При росте к поверхности ледяные жилы сминают в куполообразные складки перекрывающие их отложения. Предполагают, что деформации во льду отражают процесс былого движения ледника, а смятия горных пород связывают с его динамическим воздействием на свое ложе («гляциодинамические дислокации»). Выше уже говорилось о нереальности подобных представлений. Деформированные крупные скопления подземного льда линзовидной формы представляют собой внедрения воды и грунта в процессе промерзания отложений после того, как поверхность их оказалась выше уровня моря. О справедливости подобной точки зрения однозначно свидетельствует тот факт, что в целом ряде случаев скопления деформированного льда перекрыты смятыми в пологие складки морскими слоистыми осадками, содержащими остатки морских организмов.
Теорию древних оледенений используют обычно для объяснения природных явлений, ставящих в тупик исследователя, который не может дать правдоподобной интерпретации способа их образования. Именно так обстоит дело с проблемой происхождения залежей подземного льда, содержащего валуны. Однако отсутствие объяснения сложного природного явления не есть доказательство того, что оно обязательно обусловлено деятельностью древнего ледника.
Наконец, изучение области современного распространения мерзлых горных пород дает ключ к расшифровке происхождения характерного холмисто-западинного рельефа, который принято называть «типично ледниковым». Дело в том, что подземный лед в мерзлых горных породах распределяется очень неравномерно. Его количество нередко эквивалентно поднятию высоты земной поверхности на 40-60 метров. Естественно, что при протаивании мерзлых пород здесь образуются понижения соответствующей глубины. А там, где содержание льда было намного меньшим, после протаивания возникнут холмы. Процесс локального неравномерного протаивания льдистых пород можно наблюдать в северных районах распространения вечной мерзлоты. При этом возникает холмисто-озерный рельеф, совершенно аналогичный тому, который принимают за «типично ледниковый» на равнинах Северной Европы. Для этой зоны (кроме сказанного выше) характерно интенсивное торфообразование, следы которого зафиксированы в мощных черноземах Европы и Азии.
ИЗУЧАЯ ПРОШЛОЕ, ПРОГНОЗИРОВАТЬ БУДУЩЕЕ
Итак ясно, что геологическая роль и, следовательно, размеры и число древних наземных «великих ледниковых покровов» во многом преувеличены. Крупные похолодания климата действительно были свойственны последнему периоду геологической истории Земли, но они, по-видимому, приводили к развитию наземных ледников лишь в горных районах и на прилегающих к ним территориях, расположенных в условиях холодного, но достаточно влажного климата с высоким количеством зимних атмосферных осадков. Роль подземного оледенения в истории Земли, напротив, явно недооценивается. Наиболее широко оно развивалось в областях с суровым климатом при некотором дефиците твердых осадков.
Есть все основания полагать, что в эпохи холодной аридизации климата (аридный климат – сухой, свойственный пустыням и полупустыням; аридизация происходит при высоких или низких температурах воздуха в условиях малого количества атмосферных осадков) площадь подземного оледенения в Северном полушарии, как и в настоящее время, намного превосходила масштабы наземных ледников. Огромные пространства морей также покрывались льдом.
Были ли эти эпохи для нашей планеты следствием каких-то астрономических факторов или сугубо земных (скажем, смещения Северного полюса) – однозначного ответа сейчас нет. Но можно утверждать: последний период в геологической истории Земли не столько ледниковый, сколько в целом ледовый, ибо площади подземных и морских льдов превосходят (и превосходили) площади распространения наземных ледников.
Изучая геологическое прошлое, познавая закономерности развития природы, ученые пытаются прогнозировать ее будущее. Что же ждет человечество, если климат Земли вновь станет значительно холоднее современного? Возникнут ли ледниковые суперпокровы? Исчезнет ли под ними вся Северная Европа и почти половина Северной Америки? Думается, можно дать вполне определенный отрицательный ответ. Ледники возникнут, по-видимому, только в Скандинавии и в пределах других горных территорий, получающих зимой снега больше, чем расходуется его летом, а обширные пространства Евразии и Северной Америки будут ареной развития подземного оледенения. При дефиците влаги это приведет к холодной аридизации огромных регионов Земли.