Історія льодовикових періодів.

Людство народилося і зміцніло в період великих заледенінь планети. Цих двох фактів цілком достатньо, щоб нам виявити особливий інтерес до проблем льодовикового часу. Їм присвячено і присвячується регулярно безліч книг і журналів - гори фактів і гіпотез. Навіть якщо вам пощастить опанувати їх, попереду неминуче будуть маячити нечіткі контури нових гіпотез, здогадів, припущень.

У наш час вчені всіх країн та всіх спеціальностей порозумілися. Це математика: цифри, формули, графіки.

Чому відбуваються заледеніння Землі, досі незрозуміло. Не тому, що важко знайти причину похолодання. Швидше тому, що причин знайдено надто багато. При цьому вчені наводять багато фактів на захист своїх думок, використовують формули та результати багаторічних спостережень.

Ось деякі гіпотези (з величезної кількості):
У всьому винна Земля
1) Якщо наша планета раніше знаходилася в розплавленому стані, значить, згодом вона остигає і покривається льодовиками.

На жаль, це просте і ясне пояснення суперечить усім науковим даним. Зледеніння траплялися і в «молоді роки» Землі.

2) Двісті років тому німецький філософ Гердер припустив, що полюси Землі рухаються.

Геолог Вегнер «вивернув навиворіт» цю ідею: не полюси переміщуються на материки, а брили материків підпливають до полюсів по текучій, нижче лежачій оболонці планети. Переконливо довести рух материків поки що не вдається. Та й чи тільки у ньому справа? У Верхоянську, наприклад, значно холодніше, ніж на Північному полюсі, а льодовики там все одно не утворюються.

3) Вгору схилами гір через кожен кілометр підйому температура повітря знижується на 5-7 градусів. Рухи земної кори, що почалися мільйони років тому, привели нині до її підняття на 300-600 метрів. Зменшення площі океанів додатково охолодило планету: адже вода – добрий акумулятор тепла.

Але як же бути з багаторазовими наступами льодовика за ту саму епоху? Не могла ж поверхня землі так часто вагатися то вгору, то вниз.

4) Для зростання льодовиків необхідні як холоду, а й багато снігу. Значить, якщо з якоїсь причини розтануть льоди Льодовитого океану, його води посилено випаровуватимуться і випадатимуть на найближчих материках. Зимові сніги не встигнуть розтанути у коротке північне літо, почнуть накопичуватись криги. Все це – припущення, майже без доказу. (До речі подумалося, що було б здорово якби наша освіта крім стандартних предметів і тим, включала і такі незвичайні, але в той же час важливі теми, як теорія зледеніння Землі.)

Місце під сонцем

Астрономи звикли мислити мовою математики. Висновки їх про причини та ритми зледеніння відрізняються точністю, наочністю і... викликають безліч сумнівів. Відстань від Землі до Сонця, нахил земної осі не залишаються незмінними. На них позначається вплив планет, форми Землі (вона не куля та вісь власного обертання не проходить через її центр).

Сербський вчений Міланкович побудував графік, який відображає збільшення або зменшення з часом кількості сонячного тепла для певної паралелі, залежно від положення Землі щодо Сонця. Надалі ці графіки уточнювалися та доповнювалися. Виявився дивовижний збіг їх із заледеніннями. Здавалося б, усе зрозуміло.

Однак Міланкович склав свій графік лише для останнього мільйона років життя Землі. А раніше? І тоді становище Землі щодо Сонця змінювалося періодично, а заледенінь не було десятки мільйонів років! Значить точно розраховано вплив другорядних причин, а найголовніші залишилися не врахованими. Все одно, що визначати години, хвилини, секунди сонячних затемнень, не знаючи, в які дні та роки затемнення відбудуться.

Цей недолік астрономічної теорії намагалися усунути, припускаючи переміщення материків до полюсів. Але дрейф материків і сам собою не доведений.

Пульс зірки

Вночі на небі мерехтять зірки. Це гарне видовище - оптичний обман, щось на зразок міражу. Ну, а якщо зірки і наше справді мерехтять (звичайно, дуже повільно)?

Тоді причину заледенінь слід шукати на Сонці. Але як вловити неквапливі, що тисячоліттями продовжуються коливання його випромінювання?

Досі достовірно не встановлено зв'язку клімату Землі із сонячними плямами. На збільшення сонячної активності чуйно реагують верхні шари атмосфери. Збудження своє вони передають до Землі. У роки високої активності Сонця накопичується в озерах та морях більше опадів, товщають річні кільця дерев.

Досить переконливі докази одинадцятирічного та столітнього циклів сонячної активності. Між іншим, вони простежуються у шаруватих відкладах, що відкладалися мільйони і навіть сотні мільйонів років тому. Наше світило відрізняється завидною сталістю.

Проте тривалі сонячні цикли, з якими можна пов'язувати заледеніння, майже зовсім не вивчені. Дослідити їх – справа майбутнього.

Туманності.

Деякі вчені для пояснення зледеніння залучають сили космосу. Найпростіше: у своїй галактичній подорожі Сонячна система минає більш менш нагріті частини космосу.

Є інша думка: періодично змінюється інтенсивність випромінювання Чумацького Шляху. На початку минулого століття було запропоновано чергову гіпотезу. У міжзоряному просторі витають гігантські хмари космічного пилу. Коли Сонце проходить крізь ці скупчення (наче літак у хмарах), частки пилу поглинають частину сонячних променів, призначених на Землі. Планета охолоджується. Коли серед космічної хмари зустрічаються просвіти, потік тепла зростає і Земля знову зігрівається.

Математичні розрахунки спростували це припущення. Виявилося, що густина туманностей невелика. На короткій відстані від Землі до Сонця вплив пилу майже не позначиться.

Інші дослідники пов'язували підвищення активності Сонця з проходженням його через космічні водневі хмари, вважаючи, що за рахунок припливу нового матеріалу яскравість Сонця може збільшуватися на 10 відсотків.

Гіпотезу цю, як і деякі інші, важко спростувати чи довести.

Як би це могло бути.

Занадто часто прихильники однієї якоїсь наукової теорії непримиренні до своїх супротивників і загальна згуртованість у пошуках істини поступається місцем неузгодженим зусиллям. Нині цей недолік дедалі частіше долається. Все частіше вчені висловлюються за узагальнення багатьох гіпотез в єдине ціле.

Можливо, на своєму космічному шляху Сонце, потрапляючи до різних областей Галактики, то збільшує, то зменшує силу свого випромінювання (або це відбувається за рахунок внутрішніх змін у самому Сонці). Починається повільний спад чи підйом температури по всій поверхні Землі, де головне джерело тепла - сонячні промені.

Якщо під час повільного «сонячного похолодання» відбуваються значні підняття земної кори, збільшується площа суші, змінюється напрям і сила вітрів, і з ними - і океанських течій, клімат у приполярних областях може погіршитися. (Не виключено додаткового впливу переміщення полюса або дрейфу материків).

Зміни температури повітря будуть йти швидко, тоді як океани ще зберігатимуть тепло. (Зокрема, Північний океан ще не буде Льодовитим). Випаровування з їхньої поверхні буде високим, і кількість атмосферних опадів, особливо снігу, збільшиться.

Земля набуде льодовикової епохи.

З огляду на загального похолодання виразніше виявиться впливом геть клімат астрономічних чинників. Але не так чітко, як показано на графіку Міланковіча.

Потрібно буде врахувати і ймовірні коливання випромінювання самого Сонця. А як же кінчаються льодовикові епохи?

Вщухають рухи земної кори, «спекотніше припікає» Сонце. Лід, вода, вітер згладжують гори та пагорби. Все більше опадів накопичується в океанах, і від цього, а головне - від танення льодовиків, що почалося, рівень морів підвищується, вода насувається на сушу. За рахунок збільшення водної поверхні – додаткове зігрівання Землі.

Потепління, як і заледеніння, наростає, наче лавина. Перші незначні зміни клімату спричиняють інші, до них підключаються нові і нові.

Зрештою, поверхня планети згладиться. Потоки теплого повітря безперешкодно розтікатимуться від екватора до полюсів. Велика кількість морів, зберігачів сонячного тепла, сприятиме пом'якшенню клімату. Настане довгий «тепловий спокій» планети. До майбутніх заледенінь.

Близько двох мільярдів років відокремлюють нас від часу, коли вперше з'явилося на Землі життя. Якщо написати книгу про історію життя на Землі і на кожні сто років відвести одну сторінку, то щоб тільки перегорнути таку книгу, знадобилося б ціле людське життя. Ця книга містила б близько 20 млн сторінок і була б завтовшки близько двох кілометрів!

Наші відомості з історії Землі здобуті працями багатьох вчених різних спеціальностей усього світу. В результаті багаторічних досліджень залишків рослин і тварин було зроблено дуже важливий висновок: життя, одного разу виникши на Землі, протягом багатьох десятків мільйонів років безперервно розвивалося. Цей розвиток йшов від найпростіших організмів до складних, від нижчих до вищих.

З дуже просто влаштованих організмів під впливом зовнішнього фізико-географічного середовища, що безперервно змінюється, виникали все більш і більш складні істоти. Тривалий та складний процес розвитку життя призвів до виникнення знайомих нам видів рослин та тварин, у тому числі людини.

З появою людини почався наймолодший період в історії Землі, що триває і в даний час. Він називається четвертинним періодом чи антропогеном.

У порівнянні з віком нашої планети, а й з часом початку розвитку життя у ньому четвертинний період дуже мізерний час - лише 1 млн. років. Однак у цей короткий проміжок часу відбулися такі величні явища, як утворення Балтійського моря, відділення островів Великобританії від Європи та відділення Північної Америки від Азії. У цей період неодноразово порушувалася і відновлювався зв'язок між Аральським, Каспійським, Чорним і Середземним морями через Узбой, Манич і Дарданелльский протоку. Відбувалися значні опускання і підняття величезних ділянок суші і пов'язані з ними наступу і відступу морів, які то заливали, то звільняли величезні території суші. Особливо великий був розмах цих явищ на півночі та сході Азії, де ще в середині четвертинного періоду багато полярних островів складали одне ціле з материком, а моря Охотське, Лаптєві та інші були внутрішніми басейнами, подібними до сучасного Каспію. У четвертинному періоді остаточно створилися високогірні хребти Кавказу, Алтаю, Альп та інші.

Словом, протягом цього часу материки, гори та рівнини, моря, річки та озера набули знайомих нам обрисів.

На початку четвертинного періоду тваринний світ ще дуже відрізнявся від сучасного.

Так, наприклад, на території СРСР були поширені слони, носороги, а в Західній Європі було ще настільки тепло, що там нерідко зустрічалися гіпопотами. Як у Європі, так і в Азії жили страуси, що збереглися тепер лише у теплих країнах – в Африці, Південній Америці та Австралії. На території Східної Європи та Азії існував тоді дивовижний звір, що нині вимер, - еласмотерій, що значно перевершував за величиною сучасного носорога. Еласмотерій мав великий ріг, але не на носі, як у носорога, а на лобі. Шия його, завтовшки більше метра, мала могутні м'язи, які керували рухами величезної голови. Улюбленими місцями проживання цієї тварини були заливні луки, стариці та заплавні озера, де еласмотерій знаходив для себе досить соковитої рослинної їжі.

Чимало було на Землі на той час і інших тварин, які вже зникли. Так, в Африці ще зустрічалися предки коня - гіппаріони, з трьома пальцями, з копитами. На гіпопаріонів там навіть полював первісний чоловік. Існували в той час шаблезубі кішки з короткими хвостами і величезними кинджалеподібними іклами; жили мастодонти - предки слонів та багато інших тварин.

Клімат Землі був теплішим проти сучасним. Це позначалося як у фауні, і на рослинності. Навіть у Східній Європі були поширені граб, бук, ліщина.

Великою різноманітністю, особливо в Південній Азії та Африці, відрізнялися тоді людиноподібні мавпи. Так, наприклад, у Південному Китаї та на о-ві Яві жили дуже великі мегантропи та гігантопітеки, що важили близько 500 кг. Поряд із ними там же були знайдені й залишки тих мавп, які були предками людини.

Минали тисячоліття. Клімат ставав дедалі прохолоднішим. І ось близько 200 тис. років тому у горах Європи, Азії, Америки заблищали льодовики, які почали сповзати на рівнини. На місці сучасної Норвегії з'явилася крижана шапка, що поступово розширювалася убік. Наступні льоди покривали все нові і нові території, відтісняючи тварин і рослини, що жили там, на південь. Крижана пустеля виникла на величезних просторах Європи, Азії та Північної Америки. Місцями товщина крижаного покриву сягала 2 км. Настала епоха великого заледеніння Землі. Величезний льодовик то дещо скорочувався, то знову просувався на південь. Досить довго він затримався на тій широті, де тепер розташовані міста Ярославль, Кострома, Калінін.

Карта великого заледеніння Землі (натисніть для збільшення)

На заході цей льодовик покривав Британські острови, зливаючись із місцевими льодовиками. У період свого найбільшого розвитку він спускався на південь від широти Лондона Берліна та Києва.

У своєму просуванні на південь на території Східно-Європейської рівнини льодовик зустрів перешкоду у вигляді Середньо-Руської височини, яка розділила цей крижаний покрив двома гігантськими мовами: Дніпровською та Донською. Перший рушив по долині Дніпра і заповнив Українську западину, але у своєму русі був зупинений Азово-Подільськими висотами на широті Дніпропетровська, другий - Донський - зайняв велику територію Тамбовсько-Воронезької низовини, але не міг піднятися на південно-східні відроги Середньо- зупинився приблизно біля 50° пн. ш.

На північному сході цей величезний льодовик покрив Тіманський кряж і злився з іншим величезним льодовиком, що наступав із Нової Землі та Полярного Уралу.

В Іспанії, Італії, Франції та інших місцях льодовики з гір сповзали далеко в низини. В Альпах, наприклад, спустившись із гір, льодовики утворили суцільний покрив. Значному заледеніння зазнала також територія Азії. Зі східних схилів Уралу та Нової Землі з Алтаю та Саян почали сповзати льодовики у низини. Назустріч їм повільно, рухалися льодовики з правобережних висот Єнісея і, можливо, з Таймиру. Зливаючись разом ці гігантські льодовики покрили всю північну та центральну частини Західно-Сибірської рівнини.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

В історії Землі існували тривалі періоди, коли вся планета була теплою – від екватора до полюсів. Але були й настільки холодні часи, що заледеніння досягали тих регіонів, які нині належать до помірних зон. Швидше за все, зміна цих періодів була циклічною. У теплі часи льоду могло бути відносно мало, і він знаходився тільки в полярних регіонах або на вершинах гір. Важлива риса льодовикових періодів у тому, що вони змінюють характер земної поверхні: кожне зледеніння впливає зовнішній вигляд Землі. Самі собою ці зміни можуть бути маленькими і незначними, але вони мають постійний характер.

Історія льодовикових періодів

Ми точно не знаємо, скільки льодовикових періодів було протягом історії Землі. Нам відомо як мінімум про п'ять, можливо, сім льодовикових періодів, починаючи з докембрійського, зокрема: 700 мільйонів років тому, 450 мільйонів років тому (ордовицький період), 300 мільйонів років тому - пермо-карбонове заледеніння, один з найбільших льодовикових періодів, торкнувся південних континентів. Під південними континентами мається на увазі так звана Гондвана - стародавній суперконтинент, що включав Антарктиду, Австралію, Південну Америку, Індію і Африку.

Найнедавніше заледеніння відноситься до періоду, в якому ми живемо. Четвертинний період кайнозойської ери почався близько 2,5 мільйонів років тому, коли льодовики Північної півкулі досягли моря. Але перші ознаки цього зледеніння датуються 50 мільйонами років тому в Антарктиці.

Структура кожного льодовикового періоду періодична: є відносно короткі теплі епохи, а довші періоди зледеніння. Звичайно, холодні періоди не є наслідком одного лише заледеніння. Зледеніння - це найбільш наочний наслідок холодних періодів. Однак існують досить тривалі інтервали, які є дуже холодними, незважаючи на відсутність зледеніння. Сьогодні прикладами таких регіонів є Аляска або Сибір, де буває дуже холодно взимку, але зледенінь немає, оскільки недостатньо опадів, здатних забезпечити достатню кількість води для утворення льодовиків.

Відкриття льодовикових періодів

Про те, що на Землі бувають льодовикові періоди, нам відомо із середини XIX століття. Серед багатьох імен, пов'язаних з відкриттям цього феномену, першим зазвичай називають ім'я Луї Агассіса, швейцарського геолога, який жив у середині XIX століття. Він вивчав льодовики Альп і усвідомив, що колись вони були набагато більшими, ніж сьогодні. Це помітив не лише він. Зокрема, Жан де Шарпантье, ще один швейцарець, також наголосив на цьому факті.

Не дивно, що ці відкриття були зроблені в основному в Швейцарії, тому що в Альпах досі існують льодовики, хоч вони досить швидко тануть. Легко помітити, що колись льодовики були значно більшими – достатньо подивитися на швейцарський ландшафт, троги (льодовикові долини) тощо. Однак саме Агассіс першим висунув цю теорію в 1840 році, опублікувавши її в книзі "Étude sur les glaciers", а пізніше, в 1844-му, він розвинув цю ідею в книзі "Système glaciare". Незважаючи на початковий скептицизм, згодом люди почали розуміти, що це справді правда.

З появою геологічного картування, особливо у Північній Європі, зрозуміли, що раніше льодовики мали величезний масштаб. Тоді точилися великі дискусії на тему того, як ця інформація співвідноситься зі Всесвітнім потопом, тому що виник конфлікт між геологічними доказами та біблійними вченнями. Спочатку льодовикові відкладення називали делювіальними, тому що їх уважали доказом Всесвітнього потопу. Тільки потім стало відомо, що таке пояснення не підходить: ці відкладення були доказом холодного клімату та великих заледенінь. На початку ХХ століття стало зрозуміло, що зледеніння було безліч, а не одне, і з того моменту почала розвиватися ця галузь науки.

Дослідження льодовикових періодів

Відомі геологічні докази льодовикових періодів. Основні докази зледеніння походять з характерних відкладень, сформованих льодовиками. Вони зберігаються у геологічному зрізі у вигляді товстих упорядкованих верств спеціальних наносів (седиментів) - диамиктона. Це просто льодовикові накопичення, але вони включають не тільки відкладення льодовика, але і наноси талої води, сформовані її потоками, льодовиковими озерами або льодовиками, що рухаються в море.

Існує кілька форм льодовикових озер. Їхня основна відмінність полягає в тому, що вони являють собою водне тіло, огороджене льодом. Наприклад, якщо ми маємо льодовик, який піднімається в долину річки, то він блокує долину, як пробка в пляшці. Природно, коли лід блокує долину, річка все ще тектиме, а рівень води підвищуватиметься доти, доки не переллється через краї. Таким чином, льодовикове озеро формується через прямий контакт із льодом. Існують певні відкладення, які містяться в таких озерах, і які ми можемо виявити.

Через те, як тануть льодовики, що залежить від сезонних змін температури, відбувається щорічне сходження льоду. Це призводить до щорічного приросту незначних відкладень, що потрапляють з-під льоду до озера. Якщо ми потім подивимося в озеро, ми побачимо там шаруватість (ритмічні шаруваті опади), які також відомі під шведською назвою "варви" (varve), що означає "щорічні нагромадження". Таким чином, ми справді можемо побачити щорічну шаруватість у льодовикових озерах. Ми можемо навіть порахувати ці варви та дізнатися, як довго існувало це озеро. Загалом, за допомогою цього матеріалу ми можемо отримати дуже багато інформації.

В Антарктиці ми можемо побачити величезного розміру льодовики шельфу, які сходять із землі в море. І природно, лід плавучий, тому він тримається на воді. У міру того, як він пливе, він несе з собою гальку і незначні відкладення. Через теплову дію води крига тане і скидає цей матеріал. Це призводить до формування процесу так званого рафтингу порід, що йдуть в океан. Коли ми бачимо викопні відкладення цього періоду, ми можемо дізнатися, де був льодовик, як далеко він простягся і таке інше.

Причини заледенінь

Дослідники вважають, що льодовикові періоди виникають тому, що клімат Землі залежить від нерівномірного прогріву поверхні Сонцем. Так, наприклад, екваторіальні регіони, де Сонце знаходиться практично вертикально над головою, є найтеплішими зонами, а полярні регіони, де воно знаходиться під великим кутом до поверхні, - найхолодніші. Це означає, що різниця в обігріві різних ділянок поверхні Землі керує океанно-атмосферною машиною, яка постійно намагається перенести тепло з екваторіальних регіонів до полюсів.

Якби Земля була звичайною кулею, це перенесення було б дуже ефективним, а контраст між екватором та полюсами дуже малий. Так було у минулому. Але оскільки зараз є континенти, вони стають на шляху цієї циркуляції і структура її потоків стає дуже складною. Прості потоки стримуються і змінюються - багато в чому через гори, що призводить до тих схем циркуляції, які ми бачимо сьогодні і які управляють пасатами та океанічними течіями. Наприклад, одна з теорій про те, чому льодовиковий період розпочався 2,5 мільйона років тому, пов'язує це явище із виникненням Гімалайських гір. Гімалаї все ще дуже швидко ростуть, і виявляється, що існування цих гір у дуже теплій частині Землі керує такими речами як система мусонів. Початок четвертинного льодовикового періоду також асоціюється із закриттям Панамського перешийка, який сполучає північ і південь Америки, що запобігло перенесенню тепла з екваторіальної зони Тихого океану в Атлантичний.

Якби розташування континентів щодо один одного і щодо екватора дозволяло циркуляції ефективно працювати, то на полюсах було б тепло, а щодо теплі умови зберігалися по всій земній поверхні. Кількість тепла, що отримується Землею, було б постійно і лише трохи варіювалося. Але оскільки наші континенти створюють серйозні перешкоди циркуляції між північчю та півднем, ми маємо яскраво виражені кліматичні зони. Це означає, що полюси відносно холодні, а екваторіальні регіони – теплі. Коли все відбувається так, як зараз, Земля може змінюватись під впливом варіацій у кількості сонячного тепла, яке вона отримує.

Ці варіації майже повністю постійні. Причина цього у тому, що з часом земна вісь змінюється, як і земна орбіта. З урахуванням такого складного кліматичного зонування зміна орбіти може сприяти довгостроковим змінам у кліматі, що призводить до коливання клімату. Через це ми маємо не суцільне зледеніння, а періоди зледеніння, що перериваються теплими періодами. Це відбувається під впливом орбітальних змін. Останні орбітальні зміни розглядаються як три окремих явища: одне довжиною 20 тисяч років, друге - 40 тисяч років, а третє - 100 тисяч років.

Це призвело до відхилень у схемі циклічних змін клімату під час льодовикового періоду. Зледеніння, швидше за все, виникло під час цього циклічного періоду у 100 тисяч років. Остання міжльодовикова епоха, яка була такою ж теплою, як нинішня, тривала близько 125 тисяч років, а потім настала тривала льодовикова епоха, яка зайняла близько 100 тисяч років. Зараз ми живемо у чергову міжльодовичну епоху. Цей період не триватиме вічно, тому в майбутньому на нас чекає чергова льодовикова епоха.

Чому завершуються льодовикові періоди

Орбітальні зміни змінюють клімат, і виявляється, що льодовикові періоди характеризуються чергуваннями холодних періодів, які можуть тривати до 100 тисяч років, та теплих періодів. Ми називаємо їх льодовикової (гляціал) та міжльодовикової (інтергляціал) епохами. Міжльодовикова епоха зазвичай характеризується приблизно такими ж умовами, що ми спостерігаємо і сьогодні: високий рівень моря, обмежені території зледеніння і так далі. Звичайно, і зараз існують заледеніння в Антарктиді, Гренландії та інших подібних місцях. Але загалом кліматичні умови щодо теплі. У цьому суть інтергляціалу: високий рівень моря, теплі температурні умови та загалом досить рівний клімат.

Але під час льодовикової епохи середньорічна температура значно змінюється, вегетативні пояси змушені зміститися північ чи південь залежно від півкулі. Регіони на кшталт Москви чи Кембриджу стають безлюдними, принаймні взимку. Хоча вони можуть бути житлом влітку через сильно виражений контраст між сезонами. Але що насправді відбувається: холодні зони значно розширюються, середньорічна температура знижується, і загальні кліматичні умови стають дуже холодними. У той час як найбільші льодовикові події відносно обмежені за часом (можливо, близько 10 тисяч років) весь довгий холодний період може тривати 100 тисяч років або навіть більше. Так виглядає льодовиково-міжльодовикова циклічність.

Через тривалість кожного періоду важко сказати, коли ми вийдемо з поточної доби. Це зумовлено тектонікою плит, розташуванням континентів лежить на поверхні Землі. В даний час Північний і Південний полюс ізольовані: Антарктика знаходиться на Південному полюсі, а Північний Льодовитий океан на півночі. Через це існує проблема із циркуляцією тепла. Доки не зміниться розташування континентів, цей льодовиковий період триватиме. Відповідно до довгострокових тектонічних змін можна припустити, що це займе ще 50 мільйонів років у майбутньому, поки не відбудуться суттєві зміни, які дозволять Землі вийти з льодовикового періоду.

Геологічні наслідки

Це звільняє величезні ділянки континентального шельфу, які сьогодні затоплені. Це означатиме, наприклад, що одного разу можна буде пройти пішки з Британії до Франції, з Нової Гвінеї до Південно-Східної Азії. Одне з найкритичніших місць - це Берінгова протока, що пов'язує Аляску зі Східним Сибіром. Він досить дрібний, близько 40 метрів, тому якщо рівень моря опуститься до ста метрів, то ця ділянка стане сушею. Це важливо також тому, що рослини та тварини зможуть мігрувати через ці місця та потрапляти до регіонів, куди сьогодні потрапити не можуть. Таким чином, колонізація Північної Америки залежить від так званої Берінгії.

Тварини та льодовиковий період

Важливо пам'ятати, що ми самі є продуктами льодовикового періоду: ми еволюціонували протягом нього, тому ми можемо його пережити. Проте справа над окремих індивідах - це питання всієї популяції. Проблемою сьогодні є те, що нас дуже багато і наша діяльність суттєво змінила природні умови. У природних умовах багато тварин і рослин, яких ми бачимо сьогодні, мають довгу історію і чудово переживають льодовиковий період, хоча є й ті, що еволюціонують незначно. Вони мігрують, адаптуються. Існують зони, в яких тварини та рослини пережили льодовиковий період. Ці звані рефугіуми розташовувалися далі північ чи південь від сьогоднішнього місця поширення.

Але внаслідок людської діяльності частина видів загинула чи вимерла. Це відбувалося на всіх континентах, можливо, за винятком Африки. Величезна кількість великих хребетних, а саме ссавців, а також сумчастих в Австралії, було винищено людиною. Це було викликано або безпосередньо нашою діяльністю, наприклад полюванням, або побічно - руйнуванням довкілля їх проживання. Тварини, які мешкають у північних широтах сьогодні, у минулому жили в Середземномор'ї. Ми зруйнували цей регіон настільки, що цим тваринам і рослинам, швидше за все, буде дуже складно знову колонізувати його.

Наслідки глобального потепління

У нормальних умовах за геологічними мірками ми досить скоро повернулися в льодовиковий період. Але через глобальне потепління, яке є наслідком людської активності, ми відкладаємо його. Ми не зможемо зовсім його запобігти, тому що причини, що викликали його в минулому, існують і зараз. Діяльність людини, непередбачений природою елемент, впливає на атмосферне потепління, яке, можливо, викликало затримку наступного гляціалу.

Сьогодні зміни клімату – це дуже актуальне та хвилююче питання. Якщо Гренландський крижаний щит розтане, рівень моря підніметься на шість метрів. У минулому, під час попередньої міжльодовикової епохи, яка була приблизно 125 тисяч років тому, Гренландський крижаний щит рясно танув, а рівень моря став на 4–6 метрів вищим за сьогоднішній. Це, звісно, ​​ще кінець світу, а й тимчасова складність. Зрештою, Земля оговталася від катастроф і раніше, вона зможе пережити і цю.

Довгостроковий прогноз для планети непоганий, але для людей це інше питання. Чим більше ми проводимо досліджень, чим краще розуміємо, як Земля змінюється і чого це веде, тим краще ми розуміємо планету, на якій живемо. Це важливо, тому що люди нарешті почали замислюватися про зміну рівня моря, глобальне потепління та вплив усіх цих речей на сільське господарство та населення. Багато з цього пов'язане з вивченням льодовикових періодів. За допомогою цих досліджень ми дізнаємося про механізми заледеніння, і ми можемо використовувати це знання з попередженням, намагаючись пом'якшити деякі з цих змін, які самі і викликаємо. Це і є одним з основних результатів та однією з цілей досліджень льодовикових періодів.
Звичайно, головний наслідок льодовикового періоду – це величезні льодовикові щити. Звідки береться вода? Звісно, ​​з океанів. А що відбувається під час льодовикових періодів? Льодовики формуються як наслідок опадів на суші. Через те, що вода не повертається в океан, рівень моря падає. За часів найсильніших зледенінь рівень моря може впасти більш ніж на сто метрів.

Сліди древніх похолодань, залишені льодовиковими покривами, що широко розповсюджувалися, встановлені на всіх сучасних материках, на дні океанів, у відкладеннях різних геологічних епох.

Нагромадженням перших, найдавніших із знайдених досі льодовикових відкладень почалася протерозойська ера. У період з 2,5 до 1,95 млрд років до нашої ери відзначено Гуронську епоху заледеніння. Приблизно через мільярд років почалася нова, Гнейсеська, епоха заледеніння (950-900 млн. років тому), а ще через 100-150 тис. років - Стерська льодовикова епоха. Завершує докембрій Варангська епоха заледеніння (680-570 млн. років до н.е.).

Фанерозою починається з теплого кембрійського періоду, але через 110 млн. років від його початку відзначено Ордовікське заледеніння (460-410 млн. років до нашої ери), а близько 280 млн. років тому досягло кульмінації Гондванське зледеніння (340-240 млн. років до н.е.). ). Нова тепла епоха тривала приблизно до середини Кайнозойської ери, коли почалася сучасна нам Кайнозойська епоха заледеніння.

З урахуванням фаз розвитку та завершення льодовикові епохи займали за останні 2,5 млрд років близько половини часу еволюції Землі. Кліматичні умови в епохи заледенінь були мінливішими, ніж у теплі «безлідні» епохи. Льодовики відступали і наступали, але незмінно зберігалися на полюсах планети. У епохи заледенінь середня температура Землі була на 7-10 ° С нижчою, ніж у теплі епохи. Коли льодовики розросталися, різниця зростала до 15-20 °С. Наприклад, у найближчий до нас теплий період середня температура на Землі була близько 22 °С, а зараз – у Кайнозойську льодовичну епоху – лише 15 °С.

Кайнозойська ера - це ера поступового і послідовного зниження середньої температури на поверхні Землі, ера переходу від теплої до епохи заледеніння, що почалася близько 30 млн років тому. Кліматична система в кайнозої змінилася таким чином, що близько 3 млн. років тому загальне падіння температури змінилося майже періодичними її коливаннями, що пов'язується з періодичним розростанням покривного заледеніння.

У високих широтах похолодання було найсильнішим - кілька десятків градусів, - тоді як у екваторіальній зоні воно становило кілька градусів. Кліматична зональність, близька до сучасної, встановилася близько 2,5 млн років тому, хоча області суворого арктичного та антарктичного клімату в ту епоху були меншими, а межі помірного, субтропічного та тропічного клімату перебували у вищих широтах. Коливання клімату та зледеніння Землі полягали у чергуванні «теплих» міжльодовикових і «холодних» льодовикових епох.

У «теплі» епохи Гренландський та Антарктичний льодовикові щити мали розміри, близькі до сучасних – 1,7 та 13 млн кв. км відповідно. У холодні епохи льодовики, звичайно, збільшувалися, але основне збільшення заледеніння відбувалося за рахунок виникнення великих льодовикових покривів у Північній Америці та Євразії. Площа льодовиків досягала приблизно 30 млн км в Північній півкулі і 15 млн км в південній. Кліматичні умови міжльодовикових були подібними до сучасних і навіть теплішими.

Близько 5,5 тис. років тому «кліматичний оптимум» змінився на так зване «похолодання залізного віку», кульмінація якого відбулася близько 4 тис. років тому. Слідом за цим похолоданням почалося нове потепління, яке тривало й у першому тисячолітті нашої ери. Це потепління відоме як "малий кліматичний оптимум" або період "забутих географічних відкриттів".

Першими дослідниками нових земель були ченці-ірландці, які завдяки умовам мореплавання, що поліпшилися внаслідок потепління в північній Атлантиці, в середині першого тисячоліття відкрили Фарерські острови, Ісландії і, як припускають сучасні вчені, Америку. Слідом за ними це відкриття повторили вікінги Нормандії, які на початку нинішнього тисячоліття заселили Фарерські острови, Ісландії та Гренландії, а згодом дісталися й Америки. Вікінги запливали приблизно до широти 80-ї паралелі, причому льоди як перешкода плаванню в давніх сагах практично не згадуються. Крім того, якщо в сучасній Гренландії жителі займаються переважно видобутком риби та морського звіра, то в нормандських поселеннях було розвинене скотарство – розкопки показали, що тут розводили корів, овець та кіз. У Ісландії обробляють зернові, а зона вирощування винограду виходила до Балтійського моря, тобто. була на північ від сучасної на 4-5 географічних градусів.

У першій чверті нашого тисячоліття почалося нове похолодання, яке тривало до середини ХІХ ст. Вже у XVI ст. морська крига відрізала Гренландію від Ісландії і призвела до загибелі поселень, закладених вікінгами. Останні відомості про нормандських поселенців у Гренландії ставляться до 1500 р. Природні умови Ісландії XVI-XVII століттях стали надзвичайно суворими; Про це досить сказати, що з початку похолодання до 1800 населення країни через голод скоротилося вдвічі. На рівнинах Європи, в Скандинавії частими стали суворі зими, водойми, що раніше не замерзали, покривалися льодом, почастішали неврожаї, падіння худоби. Узбережжя Франції досягали окремі айсберги.

Потепління, що послідувало за «малим льодовиковим періодом», почалося вже наприкінці XIX ст., але як явище великого масштабу воно привернуло увагу кліматологів лише у 30-х роках. XX століття, коли було виявлено значне підвищення температури води у Баренцевому морі.

У 30-х роках. температура повітря в помірних і особливо у високих північних широтах була значно вищою, ніж наприкінці XIX ст. Так, зимові температури в західній Гренландії зросли на 5 °С, а на Шпіцбергені - навіть на 8-9 °С. Найбільше глобальне підвищення середньої температури біля поверхні Землі під час кульмінації потепління становило всього 0,6 °С, але навіть з такою невеликою зміною - у кілька разів меншою, ніж під час малого льодовикового періоду - була пов'язана помітна зміна кліматичної системи.

На потепління бурхливо реагували гірські льодовики, які відступали повсюдно, причому величина цього відступу обчислювалася сотнями метрів довжини. Зникали острови, що існували в Арктиці, складені льодом; лише у радянському секторі Арктики з 1924 по 1945 р.р. площа льодів у навігаційний період тим часом скоротилася майже 1 млн км², тобто. наполовину. Це дозволяло навіть звичайним судам запливати у високі широти та здійснювати наскрізні плавання Північним морським шляхом протягом однієї навігації. Зменшилася кількість льодів і в Гренландському морі, незважаючи на те, що винос льодів із Арктичного басейну посилився. Тривалість льодової блокади берегів Ісландії скоротилася з 20 тижнів наприкінці ХІХ ст. до двох тижнів у 1920-1939 pp. Усюди відбувався відступ північ кордонів багаторічної мерзлоти - до сотень кілометрів, збільшилася глибина протаювання мерзлих грунтів, а температура мерзлої товщі підвищилася на 1,5-2 °З.

Потепління було настільки інтенсивним і тривалим, що спричинило зміну меж екологічних ареалів. У Гренландії став гніздуватися сизоголовий дрізд, в Ісландії з'явилися ластівки та шпаки. Потепління океанічних вод, особливо помітне на півночі, призвело до зміни місць нересту та відгодівлі промислових риб: так, біля берегів Гренландії у промислових кількостях з'явилися тріска та оселедець, а в затоці Петра Великого – тихоокеанська сардина. Близько 1930 р. у водах Охотського моя з'явилася скумбрія, а в 1920-х роках. - Сайра. Відомо висловлювання російського зоолога, академіка Н.М. Книповича: «У якісь півтора десятки років і навіть ще більш короткий проміжок часу відбулася така зміна у розподілі представників морської фауни, яка зв'язується зазвичай із уявленням про довгі геологічні проміжки». Потепління торкнулося і Південної півкулі, але значно меншою мірою, а найбільш чітко воно виявилося в зимовий період у високих широтах Північної півкулі.

Наприкінці 1940-х років. знову з'явилися ознаки похолодання. Через деякий час стала помітною реакція льодовиків, які у багатьох частинах Землі перейшли у наступ чи сповільнили відступ. Після 1945 р. відбулося помітне збільшення площі розповсюдження арктичних льодів, які почали частіше з'являтися біля берегів Ісландії, а також між Норвегією та Ісландією. З початку 40-х і до кінця 60-х років. XX ст. площа льоду Арктичному басейні зросла на 10%.

Чи завжди клімат був таким, як тепер?

Кожен із нас може сказати, що клімат не завжди однаковий. Ряд посушливих років змінюється дощовими; після холодних зим настають теплі. Але ці коливання клімату все ж таки не настільки великі, щоб вони могли протягом короткого проміжку часу істотно позначитися на житті рослин або тварин. Так, наприклад, тундра з її полярними березами, карликовими вербами, мохами і лишайниками, з полярними тваринами, що її населяють, - песцями, лемінгами (рябинками), північними оленями - не розвивається за такий короткий час у тих місцях, де відбувається похолодання. Але чи завжди було так? Чи завжди в Сибіру було холодно, а на Кавказі та в Криму так само тепло, як і тепер?

Вже давно стало відомо, що печери у різних місцях, у тому числі, наприклад, у Криму та на Кавказі, містять залишки культури стародавньої людини. Там знаходили уламки глиняного посуду, кам'яні ножі, скребки та інші предмети побуту, уламки кісток тварин та залишки давно згаслих вогнищ.

Років 25 тому археологи під керівництвом Г. Бонч-Осмоловського розпочали розкопки цих печер і зробили чудові відкриття. У печерах Байдарської долини (у Криму) та в околицях Сімферополя було виявлено кілька культурних верств, що залягали одна над одною. Середні та нижні шари вчені відносять до стародавнього кам'яного періоду життя людини, коли людина користувалася грубими невідшліфованими кам'яними знаряддями, так званому палеоліту, а верхні - до металевого періоду, коли людина стала застосовувати знаряддя з металів: міді, бронзи та заліза. Не виявилося там проміжних шарів, що належать до новокам'яного періоду (неоліту), тобто до періоду, коли людина вже навчилася шліфувати та свердлити камені та виробляти глиняний посуд.

Серед знахідок стародавнього кам'яного періоду не було знайдено жодного уламка глиняного черепка та жодної кістки свійської тварини (ці знахідки зустрічалися лише у верхніх шарах). Людина палеоліту не вміла ще виготовляти глиняний посуд. Всі предмети його домашнього вжитку були зроблені з каменю та кістки. Були, мабуть, він і дерев'яні вироби, але вони збереглися. Кам'яні ж і кістяні вироби відрізнялися досить великою різноманітністю: наконечники копій і дротиків (цибуля і стріл палеолітична людина не знала), скребки для вироблення шкіри, різці, тонкі крем'яні пластинки - ножі, голки з кісток.

Не мав палеолітична людина та свійських тварин. У залишках його вогнищ було знайдено безліч кісток тільки диких тварин: мамонта, носорога, гігантського оленя, сайгаків, печерного лева, печерного ведмедя, печерної гієни, птахів та ін. Але в інших місцях, на стоянках того ж часу, наприклад на стоянці Афонтова гора поблизу Красноярська, у Костенках поблизу Воронежа, серед кісток тварин були знайдені залишки вовка, які, на думку деяких учених, належали одомашненому вовку, а серед кістяних виробів на Афонтовій горі деякі виявилися дуже схожими на частини сучасних упряжок для північних оленів. Ці знахідки дозволяють припускати, що наприкінці палеоліту, мабуть, з'явилися в людини перші свійські тварини. Цими тваринами були собака (одомашнений вовк) та північний олень.

Коли почали уважно вивчати кістки тварин із Кримських палеолітичних печер, то зробили ще одне чудове відкриття. У середніх шарах, які вчені відносять до другої половини стародавнього кам'яного періоду, іншими словами, до верхнього палеоліту, були виявлені численні кістки полярних лисиць (песціків), зайців-біляків, північних оленів, полярних жайворонків, білих куріпок; тепер це звичайні жителі крайньої півночі – тундри. Але клімат Заполяр'я, як відомо, далеко не такий теплий, як у Криму. Отже, коли у Криму жили полярні тварини, там було холодніше, ніж тепер. Той самий висновок зробили вчені і після вивчення вуглин з вогнищ кримської верхньопалеолітичної людини: виявилося, що дровами цій людині служили північна горобина, ялівець і берези. Те саме виявилося і в стоянках верхньопалеолітичної людини на Кавказі, з тією лише різницею, що замість полярних тварин там були знайдені представники тайги - лосі та представники альпійських лук - сірчані деякі миші (прометеєва миша), які тепер живуть високо в горах, а в той час мешкали майже біля самого берега моря.

Численні залишки стійбищ людини верхньопалеолітичного періоду були відкриті і в багатьох інших місцях Радянського Союзу: па Оке, Дону, Дніпрі, на Уралі, в Сибіру (на Обі, Єнісеї, Олені та Ангарі); і скрізь на цих стоянках серед залишків тварин були виявлені кістки полярних тварин, які тепер не живуть у цих місцях. Все це вказує на те, що клімат верхньопалеолітичної епохи був суворішим, ніж в даний час.

Але якщо в ті віддалені часи було холодно навіть у Криму та на Кавказі, то що ж було гам, де зараз стоять Москва та Ленінград? Що було на той час у північному та середньому Сибіру, ​​де й зараз узимку 40 градусів морозу не рідкість?

Величезні території Європи та Північної Азії були вкриті на той час суцільним льодом, що досягав місцями товщини двох кілометрів! На південь від Києва, Харкова та Воронежа лід двома гігантськими мовами спускався по долинах сучасних річок Дніпра та Дону. Уральські та Алтайські гори були вкриті крижаними плащами, які спускалися далеко до рівнин. Такі ж льодовики знаходилися і в горах Кавказу, доходячи майже до самого моря. Ось чому ті тварини, які тепер живуть біля льодовиків, високо в горах, були знайдені в стоянках людини стародавнього кам'яного періоду біля моря. Крим на той час був притулком для різних тварин. Величезний льодовик, що насунувся в межі російської рівнини з півночі - з Фінляндії і Скандинавії, змусив відступити звірів, що жили там на південь. Тому на невеликій території Криму опинилася така суміш степових та полярних тварин.

Це була епоха Великого заледеніння Землі.

Які ж сліди залишив цей льодовик?

Жителям середньої та північної смуги Росії добре відомі великі та маленькі камені - валуни та галечники, які у багатьох зустрічаються на розораних полях. Іноді це каміння досягає дуже великих розмірів (з будинок і більше). З одного такого гранітного валуна, наприклад, зроблено основу пам'ятника Петру I у Ленінграді. Деякі валуни вже поросли лишайниками; багато хто з них легко розсипається від удару молотком. Це свідчить у тому, що вони довго лежали лежить на поверхні. Валуни зазвичай мають округлу форму, а якщо до них придивитися уважніше, то на деяких з них можна виявити гладкі пришліфовані поверхні з борознами та подряпинами. Валуни розкидані навіть на рівнинах, там, де немає гір. Звідки ж з'явилося тут це каміння?

Іноді доводиться чути, що валуни ростуть із землі. Але це – глибока помилка. Варто лише покопати лопатою або уважно подивитися в ярах, і одразу стане ясно, що валуни перебувають у землі, у піску чи глині. Розмиє землю трохи дощем, роздмухує пісок вітром, і там, де торік нічого не було видно, здасться на поверхні валун. На другий рік ґрунт ще більше розмиє дощем і роздмухує вітром і валун здається більше. От і гадають, що він виріс.

Вивчивши склад валунів, вчені дійшли одностайної думки, що батьківщиною багатьох є Карелія, Швеція, Норвегія, Фінляндія. Там породи того ж складу, що і валуни, утворюють цілі скелі, в яких прорізані ущелини та долини річок. Глиби, відірвані від цих скель, і є валунами, розсіяними на рівнинах Європейської частини СРСР, Польщі, Німеччини.

Але як і чому вони виявились так далеко від своєї батьківщини! Раніше, років 75 тому, думали, що там, де зараз зустрічаються валуни, було море і їх занесло на крижинах, подібно до того, як зараз у полярному океані плавучі льоди (айсберги), відірвавшись від краю льодовика, що опускається в море, несуть із собою брили, відірвані льодовиком від скелястих берегів. Наразі від цього припущення відмовилися. Тепер ніхто з вчених не сумнівається, що валуни приніс із собою гігантський льодовик, що спускався зі Скандинавського півострова.

Вивчивши склад і поширення льодовикових валунів у Росії, вчені встановили, що льодовики були у горах Сибіру, ​​на полярному Уралі, Нової Землі, Алтаї і Кавказі. Спускаючись з гір, вони несли з собою валуни і залишали їх далеко на рівнинах, відзначивши таким чином шляхи та межі свого просування. Зараз валуни, що складаються з гірських порід Уралу та Нової Землі, зустрічаються поблизу Тобольська, у Західному Сибіру, ​​в гирлі Іртиша, а породи з пониззів Єнісея – у центрі Західного Сибіру, ​​біля села Самарова на річці Обі. Два гігантські льодовики рухалися на той час один одному назустріч. Один з Уралу та Нової Землі, інший з крайньої півночі Східного Сибіру – від правого берега Єнісея чи Таймиру. Ці величезні льодовики зливалися в одне суцільне крижане поле, що закривало всю північ Західного Сибіру.

Зустрічаючи на своєму шляху тверді гірські породи, льодовик шліфував та згладжував їх, а також залишав на них глибокі шрами та борозни. Такі шліфовані та оббиті скелясті пагорби відомі під назвою «баранячих лобів». Особливо часті вони на Кольському півострові, у Карелії.

Крім того, льодовик захоплював величезні маси піску, глини і нагромаджував все це біля свого краю у вигляді валів, що тепер поросли лісом. Дуже добре помітні такі вали, наприклад, на Валдаї (в Калінінській області). Вони називаються «кінцевими моренами». За ними можна добре визначити край колишнього льодовика. Коли льодовик розтанув, то вся територія, колись зайнята ним, виявилася вкритою глиною з валунами та галькою. Цей глинистий плащ з валунами, на якому утворився пізніше сучасний ґрунт, і відкривається тепер.

Як бачимо, сліди колишнього Великого заледеніння Землі настільки зрозумілі, що ні в кого не викликають сумніви. У ньому переконує нас також і те, що такі ж сліди залишають на землі та сучасні льодовики, що є у багатьох горах як у нас, так і в інших країнах. Тільки сучасні льодовики набагато менші від того, що покривав Землю в епоху Великого заледеніння.

Таким чином, залишки тварин, знайдені в Криму під час розкопок верхньопалеолітичних печер, дали правильну вказівку на те, що колись там був холодніший клімат, ніж тепер.

Але, можливо, кримські стоянки були раніше чи пізніше Великого заледеніння? І це питання ми маємо цілком певний відповідь.

Такі ж стоянки, як у Криму, були знайдені в багатьох місцях, покритих під час Великого заледеніння суцільними льодами, але жодного разу ці стоянки не виявлені десь під льодовиковими шарами. Вони зустрічалися або за межами колишньої розповсюдження льодовика, або (молодші) у межах південної частини його - у шарах, що лежать над льодовиковими утвореннями. Це переконливо доводить, що всі досліджені стоянки відносяться до епохи Великого заледеніння (а деякі з них - на час танення льодовиків).

Надзвичайно важливі відкриття було зроблено за останні десять років. На Дніпрі та на річці Десні, поблизу Новгорода-Сіверського, під льодовиковими верствами було знайдено стоянки стародавньої людини та кам'яні знаряддя. Такого ж типу стоянки було виявлено і на Чорноморському узбережжі. Цим було доведено, що людина жила не тільки під час Великого заледеніння і після нього, а й до цього заледеніння.

Вивчаючи ще більш давні верстви землі, люди переконалися також і в тому, що був час, коли в Сибіру росли такі дерева, які тепер зустрічаються тільки на Чорноморському узбережжі. Вічнозелені лаври, магнолії та смоківниці росли колись на берегах річок та озер, що знаходилися на місці нинішнього Барабінського степу (Західний Сибір). У лісах України жили мавпи, а в Прибайкаллі та Приазовських степах водилися страуси та антилопи, які тепер зустрічаються лише в Африці та Південній Америці.