Почему настал ледниковый период. Как часто на Земле наступает ледниковый период? Сколько длился ледниковый период

19.09.2019

Последний ледниковый период

В эту эпоху под ледяным покровом находилось 35% суши (по сравнению с 10% в настоящее время).

Последний ледниковый период не был лишь природной катастрофой. Невозможно понять жизнь планеты Земля, не учитывая эти периоды. В промежутках между ними (известных как межледниковые периоды) жизнь процветала, но затем в очередной раз неумолимо надвигался лед и приносил гибель, однако жизнь полностью не исчезала. Каждый ледниковый период был отмечен борьбой за выживание разных видов, происходили глобальные климатические изменения, а в последний из них появился новый вид, ставший (с течением времени) главенствующим на Земле: это был человек.
Ледниковые периоды
Ледниковые периоды - это геологические периоды, характеризующиеся сильным охлаждением Земли, на протяжении которых обширные пространства земной поверхности покрывали льды, наблюдался высокий уровень влажности и, естественно, исключительный холод, а также самый низкий из известных современной науке уровень моря. Общепринятой теории, касающейся причин наступления ледникового периода, нет, однако начиная с XVII века объяснения предлагались самые различные. Согласно существующему на сегодняшний момент мнению, это явление было вызвано не одной причиной, а стало результатом воздействия трех факторов.

Изменения в составе атмосферы — иное соотношение двуокиси углерода (углекислого газа) и метана — вызвали резкое снижение температуры. Это похоже на явление, обратное тому, что мы называем сейчас глобальным потеплением, но в значительно больших масштабах.

Оказали влияние и движения континентов, вызванные циклическими изменениями орбиты движения Земли вокруг Солнца, и в дополнение изменение угла наклона оси планеты относительно Солнца.

Земля получала меньше солнечного тепла, она остывала, что и привело к оледенению.
Земля переживала несколько ледниковых периодов. Самое масштабное оледенение происходило 950-600 млн лет назад в докембрийскую эру. Затем в эпоху миоцена - 15 млн лет назад.

Следы оледенения, которые можно наблюдать в настоящее время, представляют наследие последних двух миллионов лет и относятся к четвертичному периоду. Этот период изучен учеными лучше всего и разделен на четыре периода: гюнцское, миндельское (миндель), рисское (рисе) и вюрмское. Последнее соответствует последнему ледниковому периоду.

Последний ледниковый период
Вюрмская стадия оледенения началась приблизительно 100 000 лет назад, достигла максимума через 18 тысяч лет и спустя 8 тысяч лет пошла на убыль. За это время толщина льда достигла 350-400 км и покрыла треть суши выше уровня моря, иначе говоря, в три раза большее пространство, чем теперь. Если исходить из количества льда, которым в настоящее время покрыта планета, можно получить некоторое представление о площади оледенения в тот период: в наши дни ледники занимают 14,8 млн км2 или около 10% земной поверхности, а в ледниковый период они покрывали территорию в 44,4 млн км2, что составляет 30% поверхности Земли.

Согласно предположениям, на севере Канады лед покрывал площадь в 13,3 млн км2, в то время как сейчас подо льдом находится 147,25 км2. Такое же различие отмечается и в Скандинавии: 6,7 млн км2 в тот период по сравнению с 3910 км2 в настоящее время.

Ледниковый период одновременно наступил на обоих полушариях, хотя на Севере лед распространился на более обширные пространства. В Европе ледник захватил большую часть Британских островов, север Германии и Польшу, а в Северной Америке, где вюрмское оледенение называется «висконсинская ледниковая стадия», слой льда, спустившегося с Северного полюса, закрыл всю Канаду и распространился южнее Великих озер. Как и озера в Патагонии и Альпах, они образовались на месте выемок, оставшихся после таяния ледовой массы.

Уровень моря опустился почти на 120 м, вследствие чего обнажились большие пространства, покрытые в настоящее время морской водой. Значение этого факта огромно, поскольку стали возможны крупномасштабные миграции человека и животных: гоминиды смогли совершить переход из Сибири на Аляску и переселиться из континентальной Европы в Англию. Вполне возможно, что в межледниковые периоды два крупнейших на Земле ледяных массива - Антарктида и Гренландия - претерпели на протяжении истории небольшие изменения.

На пике оледенения показатели средней величины падения температуры существенно различались в зависимости от местности: 100 °С - на Аляске, 60 °С - в Англии, 20 °С - в районе тропиков и практически остались неизменными на экваторе. Проведенные исследования последних оледенений в Северной Америке и Европе, произошедших в эпоху плейстоцена, дали одинаковые результаты в этой геологической области в рамках последних двух (приближенно) миллионов лет.

Для понимания эволюции человечества особую важность представляют последние 100 000 лет. Ледниковые периоды стали суровым испытанием для обитателей Земли. После окончания очередного оледенения им снова приходилось приспосабливаться, учиться выживать. Когда стал теплее климат, повысился уровень моря, появились новые леса и растения, произошел подъем суши, освободившейся от давления ледяного панциря.

У гоминидов оказалось больше всего природных данных, чтобы приспособиться к изменившимся условиям. Они смогли переселиться в районы с наибольшим количеством пищевых ресурсов, где и начался медленный процесс их эволюции.
Не дорогокупить детскую обувь оптом в Москве

« Предыдущая запись | Следующая запись »

1,8 миллионов лет назад начался четвертичный (антропогенный) период геологической истории земли продолжающийся и поныне.

Расширялись бассейны рек. Шло быстрое развитие фауны млекопитающихся, особенно мастодонтов (которые позднее вымрут, как и многие другие древние виды животных), копытных и высших обезьян. В этот геологический период истории земли появляется человек (отсюда и слово антропогенный в названии этого геологического периода).

На четвертичный период приходится резкое изменение климата на всей Европейской части России. Из теплого и влажного средиземноморского, он превратился в умеренно-холодный, а затем и в холодно-арктический. Это привело к оледенению. Льды накапливались на Скандинавском полуострове, в Финляндии, на Кольском полуострове и растекались к югу.

Окский ледник своим южным краем покрыл и территорию современного Каширского района, в том числе и наш край. Первое оледенение было самым холодным, древесная растительность в районе Оки исчезла почти полностью. Продержался ледник недолго.Первое четвертичное оледенение достигло долины Оки, отчего и получило наименование «Окского оледенения». Ледник оставил моренные отложения, в которых преобладают валуны местных осадочных пород.

Но такие благоприятные условия снова сменил ледник. Оледенение было планетарного масштаба. Началось грандиозное днепровское оледенение. Толщина Скандинавского ледникового щита достигала 4-х километров. Ледник двинулся через Балтику в Западную Европу и Европейскую часть России. Границы языков днепровского оледенения проходили в районе современного Днепропетровска и почти достигли Волгограда.

Мамонтовая фауна

Климат снова потеплел и стал средиземноморским. На месте ледников распространилась теплолюбивая и влаголюбивая растительность: дуб, бук, граб и тис, а также липа, ольха, береза, ель и сосна, орешник. В болотах росли папоротниковые, характерные для современной Южной Америки. Началась перестройка речной системы и формирование четвертичных террас в долинах рек. Этот период получил название межледниковый окско-днепровский век.

Ока послужила своеобразным барьером для продвижения ледяных полей. По мнению ученых, правобережье Оки, т.е. наш край, не превратился в сплошную ледяную пустыню. Здесь были поля льдов, чередуемые с промежутками протаявших возвышенностей, между которыми текли реки из талых вод и скапливались озера.

Потоки льда днепровского оледенения принесли в наш край ледниковые валуны из Финляндии и Карелии.

Долины старых рек заполнились среднеморенными и флювиогляциальными отложениями. Вновь потеплело, и ледник стал таять. Потоки талых вод устремились на юг по руслам новых рек. В этот период формируются третьи террасы в речных долинах. Во впадинах образовывались большие озера. Климат был умеренно холодным.

В нашем крае господствовали лесостепная растительность с преобладанием хвойных и березовых лесов и больших участков степей, покрытых полынью, лебедой, злаками и разнотравьем.

Межстадиальная эпоха была короткой. Ледник вновь вернулся в Подмосковье, но не достиг Оки, остановившись недалеко от южной окраины современной Москвы. Поэтому это третье оледенение получило название Московского. Некоторые языки ледника достигали долины Оки, но до территории современного Каширского района они не дошли. Климат был суровым, и ландшафт нашего края становится близким к степной тундре. Леса почти исчезают и их места занимают степи.

Наступило новое потепление. Реки снова углубляли свои долины. Сформировались вторые террасы рек, изменилась гидрография Подмосковья. Именно в тот период образовалась современная долина и бассейн Волги, впадающей в Каспийское море. Ока, а с ней и наша речка Б. Смедва и ее притоки, вошли в Волжский речной бассейн.

Данный межледниковый период по климату прошел этапы от континентально умеренного (близкого к современному) до теплого, с средиземноморским климатом. В нашем крае вначале доминировали березы, сосна и ель, а потом снова зазеленели теплолюбивые дубы, буки и грабы. В болотах росла кувшинка бразения, которую сегодня встретишь лишь в Лаосе, Камбодже или Вьетнаме. В конце межледникового периода снова доминировали березово-хвойные леса.

Эту идиллию испортило Валдайское оледенение. Лед со Скандинавского полуострова вновь устремился на юг. В этот раз ледник не дошел до Подмосковья, но изменил наш климат на субарктический. На многие сотни километров, в том числе и по территории нынешнего Каширского района и сельского поселения Знаменское, протянулась степь-тундра, с высохшей травой и редким кустарником, карликовыми березами и полярными ивами. Эти условия были идеальны для мамонтовой фауны и для первобытного человека, который тогда уже обитал на границах ледника.

В период последнего Валдайского оледенения сформировались первые террасы рек. Окончательно оформилась гидрография нашего края.

Следы ледниковых эпох встречаются в Каширском районе часто, но их трудно выделить. Разумеется, большие каменные валуны - это следы ледниковой деятельности днепровского оледенения. Их притащил лед из Скандинавии, Финляндии и с Кольского полуострова. Самые древние следы ледника - это моренный или валунный суглинок, представляющий из себя беспорядочную смесь глины, песка, камней бурого цвета.

Третья группа ледниковых пород - пески, получившиеся в результате разрушения моренных слоев водой. Это пески с крупной галькой и камнями и пески однородные. Их можно наблюдать на Оке. К ним относятся и Белопесоцкие пески. Часто встречающиеся в долинах рек, ручьев, в оврагах слои кремневой и известковой щебенки являются следами русла древних рек и ручьев.

С новым потеплением наступила геологическая эпоха голоцена (он начался 11 тысяч 400 лет назад), продолжающегося и в наши дни. Окончательно сформировались современные речные поймы. Мамонтовая фауна вымерла, а на месте тундры появились леса (вначале еловые, затем березовые, а позднее смешанные). Флора и фауна нашего края приобрела черты современной - той, что мы видим сегодня. При этом левый и правый берега Оки до сих пор сильно отличаются своим лесным покровом. Если на правом берегу преобладают смешанные леса и много открытых участков, то на левом берегу доминируют сплошные хвойные леса - это следы ледниковых и межледниковых изменений климата. На нашем берегу Оки ледник оставил меньше следов и климат у нас был несколько мягче, чем на левом берегу Оки.

Геологические процессы продолжаются и сегодня. Земная кора в Подмосковье за последние 5 тысяч лет поднимается лишь слегка, со скоростью 10 см в столетие. Формируется современный аллювий Оки и других рек нашего края. К чему это приведет спустя миллионы лет, мы можем только догадываться, ибо, кратко познакомившись с геологической историей нашего края, мы смело можем повторить русскую поговорку: «Человек предполагает, а Бог располагает». Поговорка эта особенно актуальна, после того как мы в этой главе убедились, что человеческая история - это песчинка в истории нашей планеты.

ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД

В далёкие-далёкие времена там, где теперь Ленинград, Москва, Киев, было всё по-другому. Густые леса росли по берегам древних рек, и бродили там косматые мамонты с загнутыми бивнями, огромные мохнатые носороги, тигры и медведи гораздо больше теперешних.

Постепенно в этих местах становилось холоднее и холоднее. Далеко на севере каждый год выпадало так много снега, что его скопились целые горы - побольше, чем теперешние Уральские. Снег слёживался, превращался в лёд, потом стал медленно-медленно расползаться, растекаться во все стороны.

На древние леса надвинулись ледяные горы. Дули с этих гор холодные, злые ветры, замерзали деревья и бежали от холода на юг звери. А ледяные горы ползли дальше на юг, выворачивая по пути скалы и двигая перед собой целые холмы земли и камней. Доползли они до того места, где стоит теперь Москва, и поползли ещё дальше, в тёплые южные страны. Дошли они до жаркой волжской степи и остановились.

Здесь, наконец, их пересилило солнце: ледники стали таять. Потекли от них огромные реки. И льды отступили, растаяли, а массы камней, песка и глины, которые принесли ледники, так и остались лежать в южных степях.

Ещё не один раз надвигались с севера страшные ледяные горы. Видел булыжную мостовую? Такие небольшие камни принесены ледником. А бывают валуны с дом. Они и теперь лежат на севере.

Но льды могут двинуться снова. Только не скоро. Может, тысячи лет пройдут. И не только солнце будет тогда бороться со льдом. Если будет нужно, люди применят АТОМНУЮ ЭНЕРГИЮ и не пустят ледник на нашу землю.

Когда завершился ледниковый период?

Многие из нас полагают, что ледниковый период закончился очень давно и никаких его следов не осталось. Но геологи заявляют, что мы только приближаемся к окончанию ледникового периода. А жители Гренландии все еще живут в ледниковом периоде.

Примерно 25 тысяч лет назад народы, населявшие центральную часть СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ, видели лед и снег круглый год. Огромная стена льда простиралась от Тихого до Атлантического океана, а на север - до самого полюса. Это было на заключительной стадии ледникового периода, когда вся территория Канады, большая часть Соединенных Штатов и северо-западная часть Европы были покрыты слоем льда толщиной более одного километра.

Но это не значит, что было всегда очень холодно. В северной части США температура только на 5 градусов была ниже современной. Холодные летние месяцы вызвали ледниковый период. В это время тепла было недостаточно, чтобы растопить лед и снег. Он накапливался и в конце концов покрыл всю северную часть этих районов.

Ледниковый период состоял из четырех этапов. В начале каждого из них образовывался лед продвигаясь на юг, затем таял и отступал к Северному ПОЛЮСУ. Это происходило, как считают, четыре раза. Холодные периоды называют «оледенением», теплые - «межледниковым» периодом.

Считается, что первый этап в Северной Америке начался около двух миллионов лет назад, второй - примерно 1 250 000 лет назад, третий - около 500 000 лет назад, а последний - примерно 100 000 лет назад.

Скорость таяния льда на последнем этапе ледникового периода в различных районах была неодинаковой. Например, в районе расположения современного штата Висконсин в США таяние льда началось примерно 40 000 лет назад. Лед, который покрывал район Новой Англии в США, исчез около 28 000 лет назад. А территорию современного штата Миннесота лед освободил только 15 000 лет назад!

В Европе Германия освободилась ото льда 17 000 лет назад, а Швеция - только 13 000 лет назад.

Почему ледники существуют и в наши дни?

Огромную массу льда, с образования которой начался ледниковый период в Северной Америке, назвали «континентальным ледником»: в самом центре его толщина достигала 4,5 км. Возможно, этот ледник формировался и таял четыре раза за весь ледниковый период.

Ледник, который покрывал другие части света, некоторых местах не растаял! Например, огромный остров Гренландия все еще покрыт континентальным ледником, за исключением узкой прибрежной полосы. В своей средней части ледник иногда достигает толщины более трех километров. Антарктида также покрыта обширным континентальным ледником толщиной льда в некоторых местах до 4 километров!

Поэтому причиной, почему в некоторых районах земного шара имеются ледники, является то, что они не растаяли с ледникового периода. Но основная часть ледников, встречающихся сейчас, образовалась недавно. В основном они расположены в горных долинах.

Они берут свое начало в широких, пологих, по форме напоминающих амфитеатры, долинах. Снег попадает сюда со склонов в результате обвалов и лавин. Такой снег не тает летом, с каждым годом становясь все глубже.

Постепенно давление сверху, некоторое оттаивание, повторное замораживание удаляют воздух из донной части этой снежной массы, превращая ее в твердый лед. Воздействие веса всей массы льда и снега сдавливает всю массу и заставляет ее двигаться вниз по долине. Такой движущийся язык льда и есть горный ледник.

В Европе в Альпах известно более 1200 таких ледников! Они также существуют на Пиренеях, в Карпатах, на Кавказе, а также в горах южной части Азии. На юге Аляски находятся десятки тысяч подобных ледников, некоторые длиной от 50 до 100 км!

Днепровское оледенение
было максимальным в среднем плейстоцене (250-170 или 110 тыс. лет назад). Оно состояло из двух или трех стадий.

Иногда последнюю стадию Днепровского оледенения выделяют в самостоятельное московское оледенение (170-125 или 110 тыс. лет назад), а разделеющий их период относительно теплого времени рассматривают как одинцовское межледниковье.

В максимальную стадию этого оледенения значительная часть Русской равнины была занята ледниковым покровом, который узким языком по долине Днепра проникал на юг до устья р. Орели. На большей части данной территории существовала многолетняя мерзлота, а среднегодовая температура воздуха была тогда не выше -5-6°С.
На юго-востоке Русской равнины в среднем плейстоцене произошло так называемое «раннехазарское» повышение уровня Каспийского моря на 40-50 м, которое состояло из нескольких фаз. Их точная датировка неизвестна.

Микулинское межледниковье
Вслед за днепровским оледенением последовало (125 или 110-70 тыс. лет назад). В это время в центральных районах Русской равнины зима была значительно мягче, чем сейчас. Если в настоящее время средние температуры января близки к -10°С, то в микулинское межледниковье они не опускались ниже -3°С.
Микулинскому времени соответствовало так называемое «позднехазарское» повышение уровня Каспийского моря. На севере Русской равнины отмечалось синхронное повышение уровня Балтийского моря, которое соединялось тогда с Ладожским и Онежским озерами и, возможно, Белым морем, а также Северного Ледовитого океана. Общее колебание уровня мирового океана между эпохами оледенения и таяния льдов составляло 130-150 м.

Валдайское оледенение
После микулинского межледниковья наступило , состоящее из ранневалдайского или тверского (70-55 тыс. лет назад) и поздневалдайского или осташковского (24-12:-10 тыс. лет назад) оледенений, разделенных средневалдайским периодом неоднократных (до 5) колебаний температуры, во время которых климат был гораздо холоднее современного (55-24 тыс. лет назад).
На юге Русской платформы раннему валдаю отвечает значительное «аттельское» понижение – на 100-120 метров – уровня Каспийского моря. Вслед за ним последовало «раннехвалынское» повышение уровня моря примерно на 200 м (на 80 м выше первоначальной отметки). Согласно расчетам А.П. Чепалыги (Chepalyga,т1984), поступление влаги в Каспийский бассейн верхнехвалынского времени превышало ее потери приблизительно на 12 куб. км в год.
После «раннехвалынского» повышения уровня моря последовало «енотаевское» понижение уровня моря, а затем вновь «позднехвалынское» повышение уровня моря примерно на 30 м относительно его первоначального положения. Максимум позднехвалынской трансгрессии пришелся, по данным Г.И. Рычагова, на конец позднего плейстоцена (16 тыс. лет назад). Позднехвалынский бассейн характеризовался температурами водной толщи, несколько ниже современных.
Новое понижение уровня моря происходило довольно быстро. Оно достигло максимума (50 м) в самом начале голоцена (0,01-0 млн. лет назад), около 10 тысяч лет назад, и сменилось последним – «новокаспийским» повышением уровня моря примерно на 70 м около 8 тысяч лет назад.
Примерно такие же колебания поверхности воды происходили в Балтийском море и на Северном Ледовитом океане. Общее колебание уровня мирового океана между эпохами оледенения и таяния льдов составляло тогда 80-100 м.

Согласно результатам радиоизотопного анализа более чем 500 различных геологических и биологических образцов, взятых на юге Чили, средние широты на западе Южного полушария испытывали потепления и похолодания в то же самое время, что и средние широты на западе Северного полушария.

Раздел " Мир в плейстоцене. Великие оледенения и исход с Гипербореи " / Одиннадцать оледенений четвертичного периода и ядерные войны

© А.В. Колтыпин, 2010

Климатические изменения наиболее ярко выражались в периодически наступавших ледниковых периодах, которые оказывали существенное влияние на преобразование поверхности суши, находящейся под телом ледника, водные объекты и биологические объекты, оказывающиеся в зоне влияния ледника.

По последним научным данным, продолжительность ледниковых эр на Земле составляет не менее трети всего времени ее эволюции за последние 2,5 млрд. лет. А если учесть длительные начальные фазы зарождения оледенения и его постепенной деградации, то эпохи оледенения займут почти столько же времени, сколько и теплые, безледниковые, условия. Последний из ледниковых периодов начался почти миллион лет назад, в четвертичное время, и ознаменовался обширным распространением ледников - Великим оледенением Земли. Под мощными покровами льда оказались северная часть Северо-Американского континента, значительная часть Европы, а возможно, также и Сибирь. В Южном полушарии подо льдом, как и сейчас, находился весь Антарктический материк.

Основными причинами оледенений являются:

космические;

астрономические;

географические.

Космические группы причин:

изменение количества тепла на Земле в связи с прохождением Солнечной системы 1 раз/186 млн. лет через холодные зоны Галактики;

изменение количества тепла, получаемого Землей, в связи с уменьшением солнечной активности.

Астрономические группы причин:

изменение положения полюсов;

наклон земной оси к плоскости эклиптики;

изменение эксцентриситета орбиты Земли.

Геолого-географические группы причин:

изменение климата и количества углекислоты в атмосфере (увеличение углекислоты – потепление; уменьшение – похолодание);

изменение направлений океанических и воздушных течений;

интенсивный процесс горообразования.

К условиям проявления оледенения на Земле относятся:

выпадение снега в виде осадков в условиях низких температур с его накоплением как материала для наращивания ледника;

отрицательные температуры в районах, где отсутствуют оледенения;

периоды интенсивного вулканизма из-за огромного количества пепла, выбрасываемого вулканами, что приводит к резкому уменьшению поступления тепла (солнечных лучей) на земную поверхность и вызывает глобальные уменьшения температур на 1,5-2ºС.

Самое древнее оледенение – протерозой (2300-2000 млн. лет назад) на территории Южной Африки, Северной Америки, Западной Австралии. В Канаде отложилось 12 км осадочных пород, в которых выделяются три мощные толщи ледникового происхождения.

Установленные древние оледенения (рис. 23):

на границе кембрия-протерозоя (около 600 млн. лет назад);

поздний ордовик (около 400 млн. лет назад);

пермский и каменноугольный периоды (около 300 млн. лет назад).

Продолжительность ледниковых периодов десятки – сотни тысяч лет.

Рис. 23. Геохронологическая шкала геологических эпох и древних оледенений

В период максимального распространения четвертичного оледенения ледники покрывали свыше 40 млн. км 2 - около четверти всей поверхности материков. Крупнейшим в Северном полушарии был Североамериканский ледниковый щит, достигавший в толщину 3,5 км. Под ледниковым покровом толщиной до 2,5 км оказалась вся северная Европа. Достигнув наибольшего развития 250 тыс. лет назад, четвертичные ледники Северного полушария стали постепенно сокращаться.

До неогенового периода на всей Земле – ровный теплый климат – в районе островов Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа (по палеоботаническим находкам субтропических растений) в это время были субтропики.

Причины похолодания климата:

образование горных хребтов (Кордильеры, Анды), изолировавших район Арктики от теплых течений и ветров (поднятие гор на 1 км – похолодание на 6ºС);

создание в районе Арктики холодного микроклимата;

прекращение поступления тепла в район Арктики из теплых экваториальных областей.

К концу неогенового периода Северная и Южная Америки соединились, что создало препятствия для свободного перетока океанских вод, вследствие чего:

экваториальные воды повернули течение на север;

теплые воды Гольфстрима, резко охлаждаясь в северных водах, создали паровой эффект;

резко возросло выпадение большого количества осадков в виде дождя и снега;

понижение температуры на 5-6ºС привело к оледенению огромных территорий (Северная Америка, Европа);

начался новый период оледенения продолжительностью около 300 тыс. лет (периодичность ледников-межледниковых периодов с конца неогена по антропоген (4 оледенения) - 100 тыс. лет).

Оледенение не было непрерывным на протяжении всего четвертичного периода. Существуют геологические, палеоботанические и другие доказательства того, что за это время ледники по крайней мере трижды совершенно исчезали, сменяясь эпохами межледниковья, когда климат был теплее современного. Однако на смену этим теплым эпохам приходили похолодания, и ледники распространялись вновь. В настоящее время Земля находится в конце четвертой эпохи четвертичного оледенения, и, по геологическим прогнозам, наши потомки через несколько сотен-тысяч лет вновь окажутся в условиях ледникового периода, а не потепления.

По другому пути развивалось четвертичное оледенение Антарктиды. Оно возникло за много миллионов лет до того времени, как появились ледники в Северной Америке и Европе. Помимо климатических условий этому способствовал издавна существовавший здесь высокий материк. В отличие от древних ледниковых покровов Северного полушария, которые то исчезали, то возникали вновь, Антарктический ледниковый покров мало изменялся в своих размерах. Максимальное оледенение Антарктиды было больше современного всего в полтора раза по объему и ненамного больше по площади.

Кульминация последней ледниковой эпохи на Земле была 21-17 тыс. лет назад (рис. 24), когда объем льда возрастал приблизительно до 100 млн. км 3 . В Антарктике оледенение в это время захватывало весь континентальный шельф. Объем льда в ледниковом покрове, по-видимому, достигал 40 млн. км 3 , то есть был примерно на 40% больше его современного объема. Граница паковых льдов сдвигалась к северу приблизительно на 10°. В Северном полушарии 20 тыс. лет назад сформировался гигантский Панарктический древнеледниковый покров, объединявший Евразийский, Гренландский, Лаврентийский и ряд более мелких щитов, а также обширные плавучие шельфовые ледники. Общий объем щита превышал 50 млн. км 3 , а уровень Мирового океана понижался не менее чем на 125м.

Деградация Панарктического покрова началась 17 тыс. лет назад с разрушения входивших в его состав шельфовых ледников. После этого «морские» части Евразийского и Североамериканского ледниковых покровов, потерявшие устойчивость, стали катастрофически разрушаться. Распад оледенения произошел всего за несколько тысяч лет (рис. 25).

От края ледниковых покровов в то время текли огромные массы воды, возникали гигантские подпрудные озера, а их прорывы были во много раз больше современных. В природе господствовали стихийные процессы, неизмеримо более активные, чем сейчас. Это привело к значительному обновлению природной среды, частичной смене животного и растительного мира, началу господства на Земле человека.

Последнее отступание ледников, начавшееся свыше 14 тыс. лет назад, осталось на памяти людей. По-видимому, именно процесс таяния ледников и подъема уровня воды в океане с обширным затоплением территорий описан в Библии как всемирный потоп.

12 тыс. лет назад наступил голоцен - современная геологическая эпоха. Температура воздуха в умеренных широтах повысилась на 6° по сравнению с холодным поздним плейстоценом. Оледенение приняло современные размеры.

В историческую эпоху - примерно за 3 тыс. лет - наступания ледников происходили в отдельные столетия с пониженной температурой воздуха и увеличенной увлажненностью и получили название малые ледниковые периоды. Такие же условия складывались в последние века прошлой эры и в середине прошлого тысячелетия. Около 2,5 тыс. лет назад началось значительное похолодание климата. Арктические острова покрылись ледниками, в странах Средиземноморья и Причерноморья на грани новой эры климат был более холодным и влажным, чем сейчас. В Альпах в I тысячелетии до н. э. ледники выдвинулись на более низкие уровни, загромоздили горные перевалы льдами и разрушили некоторые высоко расположенные селения. На эту эпоху приходится крупное наступание кавказских ледников.

Совсем другим был климат на рубеже I и II тысячелетий новой эры. Более теплые условия и отсутствие льдов в северных морях позволили мореплавателям Северной Европы проникнуть далеко на север. С 870 года началась колонизация Исландии, где ледников в то время было меньше, чем теперь.

В X веке норманны, ведомые Эйриком Рыжим, обнаружили южную оконечность огромного острова, берега которого заросли густой травой и высоким кустарником, они основали здесь первую европейскую колонию, а землю эту назвали Гренландией, или «зеленой землей» (что сейчас ни в коей мере не скажешь о суровых землях современной Гренландии).

К концу I тысячелетия сильно отступили и горные ледники в Альпах, на Кавказе, в Скандинавии и Исландии.

Климат начал снова серьезно меняться в XIV веке. В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось все более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Возросла ледовитость северных морей, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычным путем заканчивались неудачей.

С конца XV века началось наступание ледников во многих горных странах и полярных районах. После сравнительно теплого XVI века наступили суровые столетия, получившие название малого ледникового периода. На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621 и 1669 годах замерзал пролив Босфор, а в 1709 году по берегам замерзало Адриатическое море.

Во второй половине XIX века завершился малый ледниковый период и началась сравнительно теплая эпоха, продолжающаяся и поныне.

Рис. 24. Границы последнего оледенения

Рис. 25. Схема образования и таяния ледника (по профилю Северный Ледовитый океан – Кольский полуостров – Русская платформа)

В истории Земли существовали длительные периоды, когда вся планета была теплой - от экватора до полюсов. Но были и настолько холодные времена, что оледенения достигали тех регионов, которые в настоящее время относятся к умеренным зонам. Скорее всего, смена этих периодов была цикличной. В теплые времена льда могло быть относительно мало, и находился он только в полярных регионах или на вершинах гор. Важная черта ледниковых периодов заключается в том, что они меняют характер земной поверхности: каждое оледенение влияет на внешний вид Земли. Сами по себе эти изменения могут быть маленькими и незначительными, но они носят постоянный характер.

История ледниковых периодов

Мы не знаем точно, сколько ледниковых периодов было на протяжении истории Земли. Нам известно как минимум о пяти, возможно, семи ледниковых периодах, начиная с докембрийского, в частности: 700 миллионов лет назад, 450 миллионов лет назад (ордовикский период), 300 миллионов лет назад - пермо-карбоновое оледенение, один из крупнейших ледниковых периодов, затронувший южные континенты. Под южными континентами подразумевается так называемая Гондвана - древний суперконтинент, включавший в себя Антарктиду, Австралию, Южную Америку, Индию и Африку.

Самое недавнее оледенение относится к периоду, в котором мы живем. Четвертичный период кайнозойской эры начался около 2,5 миллионов лет назад, когда ледники Северного полушария достигли моря. Но первые признаки этого оледенения датируются 50 миллионами лет назад в Антарктике.

Структура каждого ледникового периода периодична: есть относительно короткие теплые эпохи, а есть более длинные периоды обледенения. Естественно, холодные периоды не являются следствием одного лишь оледенения. Оледенение - это наиболее наглядное следствие холодных периодов. Однако существуют достаточно длительные интервалы, которые являются очень холодными, несмотря на отсутствие оледенений. Сегодня примерами таких регионов являются Аляска или Сибирь, где бывает очень холодно зимой, но оледенений нет, так как недостаточно осадков, способных обеспечить достаточное количество воды для образования ледников.

Открытие ледниковых периодов

О том, что на Земле бывают ледниковые периоды, нам известно с середины XIX века. Среди множества имен, связанных с открытием этого феномена, первым обычно называют имя Луи Агассиса, швейцарского геолога, жившего в середине XIX века. Он изучал ледники Альп и осознал, что когда-то они были гораздо более обширными, чем сегодня. Это заметил не только он. В частности, Жан де Шарпантье, еще один швейцарец, также отметил этот факт.

Неудивительно, что эти открытия были сделаны в основном в Швейцарии, так как в Альпах до сих пор существуют ледники, хоть они и достаточно быстро тают. Легко заметить, что когда-то ледники были значительно больше - достаточно посмотреть на швейцарский ландшафт, троги (ледниковые долины) и так далее. Однако именно Агассис первым выдвинул эту теорию в 1840 году, опубликовав ее в книге «Étude sur les glaciers», а позже, в 1844-м, он развил эту идею в книге «Système glaciare». Несмотря на первоначальный скептицизм, со временем люди стали понимать, что это действительно правда.

С появлением геологического картирования, особенно в Северной Европе, стало понятно, что раньше ледники имели огромный масштаб. Тогда шли обширные дискуссии на тему того, как эта информация соотносится с Всемирным потопом, потому что возник конфликт между геологическими доказательствами и библейскими учениями. Изначально ледниковые отложения называли делювиальными, потому что их считали доказательством Всемирного потопа. Только потом стало известно, что такое объяснение не подходит: эти отложения были доказательством холодного климата и обширных оледенений. К началу ХХ века стало понятно, что оледенений было множество, а не одно, и с того момента начала развиваться эта область науки.

Исследования ледниковых периодов

Известны геологические подтверждения ледниковых периодов. Основные доказательства оледенений происходят из характерных отложений, сформированных ледниками. Они сохраняются в геологическом срезе в форме толстых упорядоченных слоев особых наносов (седиментов) - диамиктона. Это просто ледниковые накопления, но они включают в себя не только отложения ледника, но и наносы талой воды, сформированные ее потоками, ледниковыми озерами или ледниками, двигающимися в море.

Существует несколько форм ледниковых озер. Их основное отличие заключается в том, что они представляют собой водное тело, огражденное льдом. Например, если у нас есть ледник, который поднимается в долину реки, то он блокирует долину, как пробка в бутылке. Естественно, когда лед блокирует долину, река все еще будет течь, а уровень воды будет повышаться до тех пор, пока не перельется через края. Таким образом, ледниковое озеро формируется через прямой контакт со льдом. Существуют определенные отложения, которые содержатся в таких озерах и которые мы можем выявить.

Из-за того, как тают ледники, что зависит от сезонных изменений температуры, происходит ежегодный сход льда. Это приводит к ежегодному приросту незначительных отложений, попадающих из-под льда в озеро. Если мы потом посмотрим в озеро, мы увидим там слоистость (ритмичные слоистые осадки), которые также известны под шведским названием «варвы» (varve), что означает «ежегодные накопления». Таким образом, мы действительно можем увидеть ежегодную слоистость в ледниковых озерах. Мы можем даже сосчитать эти варвы и узнать, как долго существовало это озеро. В целом при помощи этого материала мы можем получить очень много информации.

В Антарктике мы можем увидеть огромного размера шельфовые ледники, которые сходят с земли в море. И естественно, лед плавуч, поэтому он держится на воде. По мере того как он плывет, он несет с собой гальку и незначительные отложения. Из-за теплового воздействия воды лед тает и сбрасывает этот материал. Это приводит к формированию процесса так называемого рафтинга пород, которые уходят в океан. Когда мы видим ископаемые отложения этого периода, мы можем узнать, где был ледник, как далеко он протянулся и так далее.

Причины оледенений

Исследователи полагают, что ледниковые периоды возникают потому, что климат Земли зависит от неравномерного прогрева ее поверхности Солнцем. Так, например, экваториальные регионы, где Солнце находится практически вертикально над головой, являются самыми теплыми зонами, а полярные регионы, где оно находится под большим углом к поверхности, - самыми холодными. Это означает, что различие в обогреве разных участков поверхности Земли управляет океанно-атмосферной машиной, которая постоянно пытается перенести тепло с экваториальных регионов к полюсам.

Если бы Земля была обычным шаром, этот перенос был бы очень эффективным, а контраст между экватором и полюсами очень мал. Так было в прошлом. Но так как сейчас есть континенты, они становятся на пути этой циркуляции, и структура ее потоков становится очень сложной. Простые потоки сдерживаются и изменяются - во многом из-за гор, что приводит к тем схемам циркуляции, которые мы видим сегодня и которые управляют пассатами и океаническими течениями. Например, одна из теорий о том, почему ледниковый период начался 2,5 миллиона лет назад, связывает это явление с возникновением Гималайских гор. Гималаи все еще очень быстро растут, и оказывается, что существование этих гор в очень теплой части Земли управляет такими вещами, как система муссонов. Начало четвертичного ледникового периода также ассоциируется с закрытием Панамского перешейка, который соединяет север и юг Америки, что предотвратило перенос тепла с экваториальной зоны Тихого океана в Атлантический.

Если бы расположение континентов относительно друг друга и относительно экватора позволяло циркуляции эффективно работать, то на полюсах было бы тепло, а относительно теплые условия сохранялись бы по всей земной поверхности. Количество тепла, получаемого Землей, было бы постоянно и лишь немного варьировалось. Но так как наши континенты создают серьезные преграды циркуляции между севером и югом, мы имеем ярко выраженные климатические зоны. Это означает, что полюса относительно холодные, а экваториальные регионы - теплые. Когда все происходит так, как сейчас, Земля может меняться под влиянием вариаций в количестве солнечного тепла, которое она получает.

Эти вариации практически полностью постоянны. Причина этого состоит в том, что со временем земная ось меняется, как меняется и земная орбита. С учетом такого сложного климатического зонирования изменение орбиты может поспособствовать долгосрочным изменениям в климате, что приводит к колебанию климата. Из-за этого мы имеем не сплошное обледенение, а периоды обледенений, прерывающиеся теплыми периодами. Это происходит под влиянием орбитальных изменений. Последние орбитальные изменения рассматриваются как три отдельных явления: одно длиной в 20 тысяч лет, второе - в 40 тысяч лет, а третье - в 100 тысяч лет.

Это привело к отклонениям в схеме циклических изменений климата во время ледникового периода. Обледенение, скорее всего, возникло во время этого циклического периода в 100 тысяч лет. Последняя межледниковая эпоха, которая была такой же теплой, как нынешняя, длилась около 125 тысяч лет, а затем наступила длительная ледниковая эпоха, которая заняла около 100 тысяч лет. Сейчас мы живем в очередную межледниковую эпоху. Этот период не будет длиться вечно, поэтому в будущем нас ждет очередная ледниковая эпоха.

Почему завершаются ледниковые периоды

Орбитальные изменения меняют климат, и оказывается, что ледниковые периоды характеризуются чередованиями холодных периодов, которые могут длиться до 100 тысяч лет, и теплых периодов. Мы называем их ледниковой (гляциал) и межледниковой (интергляциал) эпохами. Межледниковая эпоха обычно характеризуется примерно такими же условиями, что мы наблюдаем и сегодня: высокий уровень моря, ограниченные территории обледенения и так далее. Естественно, и сейчас существуют оледенения в Антарктиде, Гренландии и других подобных местах. Но в целом климатические условия относительно теплые. В этом суть интергляциала: высокий уровень моря, теплые температурные условия и в целом достаточно ровный климат.

Но во время ледниковой эпохи среднегодовая температура значительно меняется, вегетативные пояса вынуждены сместиться на север или юг в зависимости от полушария. Регионы вроде Москвы или Кембриджа становятся необитаемыми, по крайней мере зимой. Хотя они могут быть обитаемыми летом из-за сильно выраженного контраста между сезонами. Но что на самом деле происходит: холодные зоны существенно расширяются, среднегодовая температура снижается, и общие климатические условия становятся очень холодными. В то время как самые большие ледниковые события относительно ограничены по времени (возможно, около 10 тысяч лет), весь длинный холодный период может длиться 100 тысяч лет или даже больше. Так выглядит ледниково-межледниковая цикличность.

Из-за длительности каждого периода трудно сказать, когда мы выйдем из текущей эпохи. Это обусловлено тектоникой плит, расположением континентов на поверхности Земли. В настоящее время Северный полюс и Южный полюс изолированы: Антарктика находится на Южном полюсе, а Северный Ледовитый океан на севере. Из-за этого существует проблема с циркуляцией тепла. До тех пор пока не изменится расположение континентов, этот ледниковый период будет продолжаться. В соответствии с долгосрочными тектоническими изменениями можно предположить, что это займет еще 50 миллионов лет в будущем, пока не произойдут существенные изменения, которые позволят Земле выйти из ледникового периода.

Геологические последствия

Это высвобождает огромные участки континентального шельфа, которые сегодня затоплены. Это будет означать, например, что однажды можно будет пройти пешком из Британии во Францию, из Новой Гвинеи в Юго-Восточную Азию. Одно из самых критических мест - это Берингов пролив, связывающий Аляску с Восточной Сибирью. Он достаточно мелкий, около 40 метров, так что если уровень моря опустится до ста метров, то этот участок станет сушей. Это важно также потому, что растения и животные смогут мигрировать через эти места и попадать в регионы, куда сегодня попасть не могут. Таким образом, колонизация Северной Америки зависит от так называемой Берингии.

Животные и ледниковый период

Важно помнить, что мы сами являемся «продуктами» ледникового периода: мы эволюционировали в течение него, поэтому мы можем его пережить. Однако дело не в отдельных индивидах - это вопрос всей популяции. Проблемой сегодня является то, что нас слишком много и наша деятельность существенно изменила естественные условия. В естественных условиях многие животные и растения, которых мы видим сегодня, имеют длинную историю и отлично переживают ледниковый период, хотя есть и те, что эволюционируют незначительно. Они мигрируют, адаптируются. Существуют зоны, в которых животные и растения пережили ледниковый период. Эти так называемые рефугиумы располагались дальше на север или юг от их сегодняшнего места распространения.

Но в результате человеческой деятельности часть видов погибла или вымерла. Это происходило на всех континентах, - возможно, за исключением Африки. Огромное количество больших позвоночных, а именно млекопитающих, а также сумчатых в Австралии, было истреблено человеком. Это было вызвано либо непосредственно нашей деятельностью, например охотой, либо косвенно - разрушением среды их обитания. Животные, обитающие в северных широтах сегодня, в прошлом жили в Средиземноморье. Мы разрушили этот регион настолько, что этим животным и растениям, скорее всего, будет очень сложно вновь его колонизировать.

Последствия глобального потепления

В нормальных условиях по геологическим меркам мы бы достаточно скоро вернулись в ледниковый период. Но из-за глобального потепления, которое является последствием человеческой активности, мы отсрочиваем его. Мы не сможем совсем его предотвратить, так как причины, вызвавшие его в прошлом, существуют и сейчас. Деятельность человека, непредусмотренный природой элемент, влияет на атмосферное потепление, которое уже, возможно, вызвало задержку следующего гляциала.

Сегодня изменения климата - это очень актуальный и волнующий вопрос. Если Гренландский ледяной щит растает, то уровень моря поднимется на шесть метров. В прошлом, во время предыдущей межледниковой эпохи, которая была примерно 125 тысяч лет назад, Гренландский ледяной щит обильно таял, а уровень моря стал на 4–6 метров выше сегодняшнего. Это, конечно, еще не конец света, но и не временная сложность. В конце концов, Земля оправлялась от катастроф и раньше, она сможет пережить и эту.

Долгосрочный прогноз для планеты неплох, но для людей это другой вопрос. Чем больше мы проводим исследований, чем лучше понимаем, как Земля меняется и к чему это ведет, тем лучше мы понимаем планету, на которой живем. Это важно, потому что люди наконец стали задумываться об изменении уровня моря, глобальном потеплении и влиянии всех этих вещей на сельское хозяйство и население. Многое из этого связано с изучением ледниковых периодов. При помощи этих исследований мы узнаем механизмы оледенений, и мы можем использовать это знание с упреждением, пытаясь смягчить некоторые из этих изменений, которые сами и вызываем. Это и есть один из основных результатов и одна из целей исследований ледниковых периодов.
Конечно, главное следствие ледникового периода - это огромные ледниковые щиты. Откуда берется вода? Конечно, из океанов. А что происходит во время ледниковых периодов? Ледники формируются как следствие осадков на суше. Из-за того, что вода не возвращается в океан, уровень моря падает. Во времена наиболее сильных оледенений уровень моря может упасть больше чем на сто метров.

1,8 миллионов лет назад начался четвертичный (антропогенный) период геологической истории земли продолжающийся и поныне. Расширялись бассейны рек. Шло быстрое развитие фауны млекопитающихся, особенно мастодонтов (которые позднее вымрут, как и многие другие древние виды животных), копытных и высших обезьян. В этот геологический период истории земли появляется человек (отсюда и слово антропогенный в названии этого геологического периода).

Окский ледник своим южным краем покрыл и территорию современного Каширского района, в том числе и наш край. Первое оледенение было самым холодным, древесная растительность в районе Оки исчезла почти полностью. Продержался ледник недолго. Первое четвертичное оледенение достигло долины Оки, отчего и получило наименование «Окского оледенения». Ледник оставил моренные отложения, в которых преобладают валуны местных осадочных пород.

Мамонтовая фауна

Потоки льда днепровского оледенения принесли в наш край ледниковые валуны из Финляндии и Карелии. Долины старых рек заполнились среднеморенными и флювиогляциальными отложениями. Вновь потеплело, и ледник стал таять. Потоки талых вод устремились на юг по руслам новых рек. В этот период формируются третьи террасы в речных долинах. Во впадинах образовывались большие озера. Климат был умеренно холодным.