Жизнь в ледниковый период. Четвертичный период кайнозойской эры: животные, растения, климат

Одна из загадок Земли, наравне с возникновением на ней Жизни и вымирания в конце мелового периода динозавров, это – Великие Оледенения.

Есть мнение, что оледенения повторяются на Земле регулярно через каждые 180-200 млн. лет. Следы оледенений известны в отложениях, которым миллиарды и сотни миллионов лет назад – в кембрии, в карбоне, в триасе-перми. О том, что они могли быть, «говорят» так называемые тиллиты , породы, очень схожие с мореной последнего, точнее последних оледенений . Это остатки древних отложений ледников, состоящие из глинистой массы с включениями крупных и мелких исцарапанных при движении (штрихованных) валунов.

Отдельные слои тиллитов , находимых даже в экваториальной Африке, могут достигать мощности десятков и даже сотен метров !

Признаки оледенений обнаружены на разных материках – в Австралии, Южной Америке, Африке и Индии , что используется учёными для реконструкции палеоконтинентов и часто приводят в подтверждение теории тектоники плит .

Следы древних оледенений свидетельствуют о том, что оледенения континентального масштаба – это совсем не случайный феномен, это закономерное природное явление, возникающее при определённых условиях .

Последний из ледниковых периодов начался почти миллион лет назад, в четвертичное время, или четвертичный период, плейстоцен и ознаменовался обширным распространением ледников – Великим Оледенением Земли .

Под мощными, многокилометровыми покровами льда оказались северная часть Северо-Американского континента – Северо-Американский ледниковый щит, достигавший мощности до 3.5 км и простиравшийся примерно до 38° северной широты и значительная часть Европы, на который (ледниковый покров мощностью до 2.5-3 км). На территории России ледник спускался двумя громадными языками по древним долинам Днепра и Дона.

Частично оледенение охватило и Сибирь – там в основном было так называемое «горно-долинное оледенение», когда ледники не покрывали все пространство мощным покровом, а были лишь в горах и предгорных долинах, что связано с резко-континентальным климатом и низкими температурами в Восточной Сибири. А вот почти вся Западная Сибирь, в связи с тем, что прошло подпруживание рек, и прекратился их сток в Северный Ледовитый океан, оказалось под водой, и представляла собой огромное море-озеро.

В Южном полушарии подо льдом, как и сейчас, находился весь Антарктический материк.

В период максимального распространения четвертичного оледенения ледники покрывали свыше 40 млн. км 2 – около четверти всей поверхности материков.

Достигнув наибольшего развития около 250 тыс. лет назад, четвертичные ледники Северного полушария стали постепенно сокращаться, так как период оледенения не был непрерывным на протяжении всего четвертичного периода .

Существуют и геологические, и палеоботанические и иные доказательства того, что ледники несколько раз исчезали, сменяясь эпохами межледниковья , когда климат был даже теплее современного. Однако на смену теплым эпохам вновь приходили похолодания, и ледники распространялись вновь.

Сейчас мы живем, по-видимому, в конце четвертой эпохи четвертичного оледенения.

А вот в Антарктиде оледенение возникло за миллионы лет до того времени, как появились ледники в Северной Америке и Европе. Помимо климатических условий этому способствовал издавна существовавший здесь высокий материк. Кстати сейчас, в связи с тем, что толща ледника Антарктиды огромна, материковое ложе «ледяного континента» кое-где находится ниже уровня моря…

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.

Теперь о гипотезах… Гипотез, почему происходят оледенения, и были ли они вообще, сотни, если не тысячи!

Обычно выдвигаются следующие основные научные гипотезы :

Вулканические извержения, приводящие к уменьшению прозрачности атмосферы и похолоданию на всей территории Земли;
Эпохи орогенеза (горообразования);
Уменьшение количества углекислого газа в атмосфере, что снижает «парниковый эффект» и приводит к похолоданию;
Цикличность активности Солнца;
Изменения положения Земли относительно Солнца.

Но, тем не менее, причины оледенений окончательно так и не выяснены!

Предполагают, например, что оледенение начинается, когда при увеличении расстояния между Землей и Солнцем, вокруг которого она вращается по слегка вытянутой орбите, уменьшается количество солнечного тепла, получаемого нашей планетой, т.е. оледенение наступает при прохождении Землей точки орбиты, наиболее далеко отстоящей от Солнца.

Однако астрономы считают, что одних лишь изменений количества солнечного излучения, попадающего на Землю, недостаточно, чтобы начался ледниковый период. Видимо, имеет значение и колебание активности самого Солнца, что является периодическим, циклическим процессом, и изменяется через каждые 11-12 лет, с цикличностью 2-3 года и 5-6 лет. А самые большие циклы активности, как установил советский географ А.В. Шнитников – примерно 1800-2000 лет.

Есть также и гипотеза, что возникновение ледников связано с некими участками Вселенной, через которые проходит наша Солнечная система, двигаясь со всей Галактикой, то ли заполненные газом, то ли «облаками» космической пыли. И вероятно, что «космическая зима» на Земле наступает, когда земной шар находится в точке, наиболее удаленной от центра нашей Галактики, где имеются скопления «космической пыли» и газа.

Следует отметить, что обычно перед эпохами похолоданий всегда «идут» эпохи потепления, и есть, например, гипотеза, что Северный Ледовитый океан, вследствие потепления, временами полностью освобождается ото льда (между прочим, это происходит и сейчас), с поверхности океана усиленное испарение, потоки влажного воздуха направляются к полярным областям Америки и Евразии, и над холодной поверхностью Земли выпадает снег, не успевающий растаять за короткое и холодное лето. Так на материках и возникают ледниковые покровы.

Но, когда в результате превращения части воды в лед, уровень Мирового океана понижается на десятки метров, тёплый Атлантический океан перестаёт сообщаться с Северным Ледовитым океаном, и тот снова постепенно покрывается льдом, испарение с его поверхности резко прекращается, снега на материках выпадает всё меньше и меньше, «питание» ледников ухудшается, и ледниковые покровы начинают таять, а уровень Мирового океана вновь повышается. И снова Северный Ледовитый океан соединяется с Атлантическим, и снова ледяной покров начал постепенно исчезать, т.е. цикл развития очередного оледенения начинается заново.

Да, все эти гипотезы вполне возможны , но пока ни одна из них не может быть подтверждена серьезными научными фактами.

Поэтому одна из главных, основополагающих гипотез – это изменение климата на самой Земле, что связано с вышеупомянутыми гипотезами .

Но вполне возможно, что процессы оледенения связаны с совокупным воздействием различных природных факторов , которые могли действовать и совместно, и сменять друг друга , и важно то, что, начавшись, оледенения, как «заведённые часы», уже развиваются самостоятельно, по своим законам, иногда даже «игнорируя» некоторые климатические условия и закономерности.

И ледниковый период, начавшийся в Северном полушарии около 1 млн. лет назад, ещё не завершился , и мы, как уже было сказано, живем в более тёплом промежутке времени, в межледниковье .

На протяжении всей эпохи Великих Оледенений Земли льды то отступали, то вновь надвигались. На территории и Америки, и Европы было, по-видимому, четыре глобальные ледниковые эпохи, между которыми были сравнительно теплые периоды.

А вот полное отступление льдов произошло всего лишь около 20 – 25 тыс. лет назад , но в некоторых районах льды задержались ещё дольше. Из района современного Санкт-Петербурга ледник отступил только 16 тыс. лет назад, а кое-где на Севере небольшие остатки древнего оледенения сохранились и до сих пор.

Отметим, что современные ледники не могут идти ни на какое сравнение с древним оледенением нашей планеты – они занимают лишь около 15 млн. кв. км, т. е. менее одной тридцатой части земной поверхности.

Как же можно определить, а было ли в данном месте Земли оледенение, или нет? Обычно это достаточно легко определить по своеобразным формам географического рельефа и горным породам.

На полях и в лесах России часто встречаются большие скопления огромных валунов, гальки, глыб, песков и глин. Они обычно лежат прямо на поверхности, но их можно увидеть и в обрывах оврагов, и в склонах речных долин.

Кстати, одним первым, кто попытался объяснить, как образовались эти отложения, был выдающий географ и анархист-теоретик, князь Петр Алексеевич Кропоткин. В своем труде «Исследования о ледниковом периоде» (1876 г.) он утверждал, что территорию России некогда покрывали огромные ледяные поля.

Если мы посмотрим на физико-географическую карту Европейской России, то в расположении холмов, возвышенностей, котловин и долин крупных рек можно заметить некоторые закономерности. Так, например Ленинградская и Новгородская области с юга и востока как бы ограничены Валдайской возвышенностью , имеющей вид дуги. Это как раз тот рубеж, где в далёком прошлом остановился огромный ледник, наступавший с севера.

К юго-востоку от Валдайской возвышенности расположена слегка извилистая Смоленско-Московская возвышенность, протянувшаяся от Смоленска до Переславля-Залесского. Это ещё одна из границ распространения покровных ледников.

На Западно-Сибирской равнине также видны многочисленные холмистые извилистые возвышенности – «гривы», также свидетельства деятельности древних ледников, точнее ледниковых вод. Много следов остановок движущихся ледников, стекавших по склонам гор в крупные котловины, обнаружено в Средней и Восточной Сибири.

Трудно представить себе льды толщиной в несколько километров на месте нынешних городов, рек и озёр, но, тем не менее, ледниковые плато не уступали по высоте Уралу, Карпатам или Скандинавским горам. Эти гигантские и к тому же подвижные массы льда оказывали влияние на всю природную среду – рельеф, ландшафты, речной сток, почвы, растительность и животный мир.

Следует отметить, что на территории Европы и Европейской части России от геологических эпох, предшествующих четвертичному периоду – палеогена (66-25 млн. лет) и неогена (25-1.8 млн. лет) практически не сохранилось никаких горных пород, они были полностью размыты и переотложены во время четвертичного периода, или как его часто называет, плейстоцена.

Ледники зародились и двигались со стороны Скандинавии, Кольского полуострова, Полярного Урала (Пай-Хоя) и островов Северного Ледовитого океана . И практически все геологические отложения, которые мы видим на территории Москвы – морена, точнее моренные суглинки, пески различного происхождения (водно-ледниковые, озерные, речные), огромные валуны, а также покровные суглинки – все это свидетельство мощного воздействия ледника .

На территории Москвы можно выделить следы трех оледенений (хотя насчитывается их гораздо больше – разные исследователи выделяют от 5 до нескольких десятков периодов наступлений и отступлений льда):

окское (около 1 млн. лет назад),
днепровское (около 300 тыс. лет назад),
московское (примерно 150 тыс. лет назад).

Валдайский же ледник (исчез всего-навсего 10 – 12 тыс. лет назад) до Москвы «не дошел», и для отложений этого периода характерны водно-ледниковые (флювио-гляциальные) отложения – в основном пески Мещерской низменности.

А сами названия ледников соответствуют названиям тех мест, до которых доходили ледники – до Оки, Днепра и Дона, Москва-реки, Валдая, и т. п.

Так как мощность ледников достигала почти 3 км, можно себе представить, какую колоссальную работу он совершал! Некоторые возвышенности и холмы на территории Москвы и Московской области – это мощные (до 100 метров!) отложения, которые «принес» ледник.

Наиболее известны, например Клинско-Дмитровская моренная гряда , отдельные возвышенности на территории Москвы (Воробьевы горы и Теплостанская возвышенность ). Огромные валуны, весом до нескольких тонн (например, Девичий камень в Коломенском) – тоже результат работы ледника.

Ледники сглаживали неровности рельефа: разрушали возвышенности и кряжи, а образовавшимися обломками горных пород заполняли понижения - долины рек и озёрные котловины, перенося огромные массы каменных обломков на расстояние более 2 тыс. км.

Однако огромные массы льда (учитывая его колоссальную толщину) столь сильно давили на подстилающие горные породы, что даже самые крепкие из них не выдерживали и разрушались.

Их обломки вмораживались в тело движущегося ледника и, словно наждаком, на протяжении десятков тысяч лет царапали скалы, сложенные гранитами, гнейсами, песчаниками и другими породами, вырабатывая в них углубления. До сих пор сохранились многочисленные ледниковые борозды, «шрамы» и ледниковая полировка на гранитных скалах, а также длинные ложбины в земной коре, занятые впоследствии озёрами и болотами. Примером могут служить бесчисленные впадины озёр Карелии и Кольского полуострова.

Но ледники выпахивали на своём пути далеко не все горные породы. Разрушению подвергались в основном те области, где ледниковые покровы зарождались, росли, достигали толщины более 3 км и откуда они начинали своё движение. Главным центром оледенения в Европе была Фенноскандия, включающая Скандинавские горы, плоскогорья Кольского полуострова, а также плоскогорья и равнины Финляндии и Карелии.

По пути своего продвижения лёд насыщался обломками разрушенных горных пород, и они постепенно скапливались как внутри ледника, так и под ним. Когда лёд таял, массы обломков, песка и глины оставались на поверхности. Особенно активным был этот процесс, когда движение ледника прекращалось и начиналось таяние его обломков.

У края ледников, как правило, возникали водные потоки, двигавшиеся по поверхности льда, в теле ледника и под толщей льда. Постепенно они сливались, образуя целые реки, которые за тысячи лет формировали узкие долины и перемывали множество обломочного материала.

Как уже было сказано, формы ледникового рельефа весьма разнообразны. Для моренных равнин характерно множество гряд и валов, обозначающих места остановок движущихся льдов и основной формой рельефа среди них являются валы конечных морен, обычно это невысокие дугообразные гряды, сложенные песком и глиной с примесью валунов и гальки. Понижения между грядами часто бывают заняты озёрами. Иногда среди моренных равнин можно увидеть отторженцы – глыбы размером в сотни метров и весом в десятки тонн, гигантские куски ложа ледника, перенесённые им на огромные расстояния.

Ледники нередко перегораживали течения рек и возле таких «плотин» возникали огромные озёра, заполняющие понижения речных долин и впадины, что часто меняло направление стока рек. И хотя такие озёра существовали сравнительно недолго (от тысячи до трех тысяч лет), на их дне успевали накапливаться озёрные глины , слоистые осадки, посчитав слои которых, можно четко выделить периоды зимы и лета, а также сколько лет эти осадки накапливались.

В эпоху, последнего, валдайского оледенения возникли Верхневолжские приледниковые озёра (Молого-Шекснинское, Тверское, Верхне-Моложское и др). Сначала их воды имели сток на юго-запад, но с отступанием ледника они получили возможность стока на север. Следы Молого-Шекснинского озера остались в виде террас и береговых линий на высоте около 100 м.

Весьма многочисленны следы древних ледников в горах Сибири, Урала, Дальнего Востока. В результате древнего оледенения, 135-280 тысяч лет назад, появились острые пики гор – «жандармы», на Алтае, в Саянах, Прибайкалье и Забайкалье, на Становом нагорье. Здесь преобладал так называемый «сетчатый тип оледенения», т.е. если бы можно было посмотреть с высоты птичьего полёта, то можно было бы увидеть, как на фоне ледников возвышаются свободные ото льда плато и вершины гор.

Следует отметить, что в периоды ледниковых эпох на части территории Сибири располагались довольно крупные ледяные массивы, например на архипелаге Северная Земля, в горах Бырранга (полуостров Таймыр), а также на плато Путорана на севере Сибири .

Обширное горно-долинное оледенение было 270-310 тысяч лет назад на Верхоянском хребте, Охотско-Колымском нагорье и в горах Чукотки . Эти области принято считать центрами оледенений Сибири .

Следы этих оледенений – многочисленные чашеобразные углубления горных вершин – цирки или кары , огромные моренные валы и озёрные равнины на месте вытаявшего льда.

В горах так же, как и на равнинах, возникали озёра у ледяных плотин, периодически озёра переполнялись, и гигантские массы воды через невысокие водоразделы с невероятной скоростью устремлялись в соседние долины, врезаясь в них и образуя огромные каньоны и ущелья. Например на Алтае, в Чуйско-Курайской впадине, до сих пор сохранились «гигантская рябь», «котлы высверливания», ущелья и каньоны, огромные глыбы-отторженцы, «сухие водопады» и другие следы потоков воды, вырывавшихся из древних озёр «всего- навсего» 12-14 тыс. лет назад.

«Вторгаясь» с севера на равнины Северной Евразии, ледниковые покровы то проникали далеко на юг по понижениям рельефа, то останавливались у каких-либо препятствий, например, возвышенностей.

Наверное, пока нельзя точно определить, какое из оледенений было «самым великим», однако, известно, например, что валдайский ледник по своей площади резко уступал днепровскому.

Различались и ландшафты у границ покровных ледников. Так, в окскую эпоху оледенения (500-400 тыс. лет назад) к югу от них располагалась полоса арктических пустынь шириной около 700 км – от Карпат на западе до Верхоянского хребта на востоке. Ещё дальше, на 400-450 км южнее, простиралась холодная лесостепь , где могли расти только такие неприхотливые деревья, как лиственницы, берёзы и сосны. И лишь на широте Северного Причерноморья и Восточного Казахстана начинались сравнительно тёплые степи и полупустыни.

В эпоху днепровского оледенения ледники были существенно больше. Вдоль окраины ледяного покрова тянулась тундростепь (сухая тундра) с очень суровым климатом. Среднегодовая температура приближалась к минус 6°С (для сравнения: в Подмосковье среднегодовая температура в настоящее время около +2,5°С).

Открытое пространство тундры, где зимой было мало снега и стояли сильные морозы, растрескивалось, образуя, так называемые «мерзлотные полигоны», которые в плане напоминают по форме клин. Их и называют «ледовые клинья, причём в Сибири они часто достигают высоты десяти метров! Следы этих «ледовых клиньев» в древних ледниковых отложениях «говорит» о суровом климате. Следы мерзлотного, или криогенного воздействия заметы и в песках, это часто нарушенные, как бы «рваные» слои, часто с высоким содержанием минералов железа.

Водно-ледниковые отложения со следами криогенного воздействия

Последнее «Великое Оледенение» изучается уже более 100 лет. Многие десятки лет упорного труда выдающихся исследователей ушли на сбор данных о его распространении на равнинах и в горах, на картирование конечно-моренных комплексов и следов ледниково-подпрудных озёр, ледниковых шрамов, друмлинов, участков «холмистой морены».

Правда есть и исследователи, которые вообще отрицают древние оледенения, и считают ледниковую теорию ошибочной. По их мнению, никакого оледенения вообще не было, а было «холодное море, по которому плавали айсберги», а все ледниковые отложения – это лишь донные осадки этого мелководного моря!

Другие исследователи, «признавая общую справедливость теории оледенений», тем не менее, сомневаются в правильности вывода о грандиозных масштабах оледенений прошлого, и особенно сильное недоверие вызывает у них вывод о ледниковых щитах, налегавших на полярные континентальные шельфы, они считают, что были «небольшие ледниковые шапки арктических архипелагов», «голая тундра» или «холодные моря», а в Северной Америке, где уже давно восстановлен крупнейший в Северном полушарии «лаврентьевский ледниковый щит», были лишь «группы ледников, слившихся основаниями куполов».

Для Северной Евразии этими исследователями признаются лишь Скандинавский ледниковый щит и изолированные «ледниковые шапки» Полярного Урала, Таймыра и плато Путорана, а в горах умеренных широт и Сибири – только долинные ледники.

А некоторые учёные, наоборот, «реконструируют» в Сибири «гигантские ледниковые покровы», по своим размерам и по строению не уступающие Антарктическому.

Как мы уже отмечали, в Южном полушарии Антарктический ледниковый покров распространялся на весь материк, включая его подводные окраины, в частности области морей Росса и Уэдделла.

Максимальная высота ледникового покрова Антарктиды составляла 4 км, т.е. была близка к современной (сейчас около 3.5 км), площадь льда возрастала до почти 17 миллионов квадратных километров, а общий объём льда достигал 35-36 миллионов кубических километров.

Ещё два больших ледниковых покрова были в Южной Америке и Новой Зеландии.

Патагонский ледниковый покров располагался в Патагонских Андах , их предгорьях и на соседнем континентальном шельфе. О нём сегодня напоминают живописный фьордовый рельеф чилийского побережья и остаточные ледниковые покровы Анд.

«Южноальпийский комплекс» Новой Зеландии – был уменьшенной копией Патагонского. Он имел ту же форму и так же выдвигался на шельф, на побережье им выработана система похожих фьордов.

В Северном полушарии в периоды максимального оледенения мы бы увидели огромный Арктический ледниковый покров , возникавший в результате объединения Североамериканского и Евразийского покровов в единую ледниковую систему, причём важную роль играли плавучие шельфовые ледники, особенно Центрально-Арктический, покрывавший всю глубоководную часть Северного Ледовитого океана.

Крупнейшими элементами Арктического ледникового покрова были Лаврентьевский щит Северной Америки и Карский щит арктической Евразии , они имели форму гигантских плоско-выпуклых куполов. Центр первого из них располагался над юго-западной частью Гудзонова залива, вершина поднималась на высоту более 3 км, а его восточный край выдвигался до внешнего края континентального шельфа.

Карский ледниковый щит занимал всю площадь современных Баренцева и Карского морей, его центр лежал над Карским морем, а южная краевая зона покрывала весь север Русской равнины, Западной и Средней Сибири.

Из других элементов Арктического покрова особого внимания заслуживает Восточно-Сибирский ледниковый щит , который распространялся на шельфы морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского и был больше Гренландского ледникового щита . Он оставил следы в виде крупных гляциодислокаций Новосибирских островов и района Тикси , с ним же связаны и грандиозные ледниково-эрозионные формы острова Врангеля и Чукотского полуострова .

Итак, последний ледниковый покров Северного полушария, состоял из более чем десятка больших ледниковых щитов и множества более мелких, а также из объединявших их шельфовых ледников, плававших в глубоком океане.

Промежутки времени, в которые ледники исчезали, или сокращались на 80-90%, называют межледниковьями. Освободившиеся ото льда ландшафты в условиях относительно тёплого климата преображались: тундра отступала к северному побережью Евразии, а тайга и широколиственные леса, лесостепи и степи занимали положение, близкое к современному.

Таким образом, на протяжении последнего миллиона лет природа Северной Евразии и Северной Америки неоднократно меняла свой облик.

Валуны, щебень и песок, вмороженные в придонные слои движущегося ледника, выполняя роль гигантского «напильника», сглаживали, шлифовали, царапали граниты и гнейсы, а подо льдом формировались своеобразные толщи валунных суглинков и песков, отличающиеся высокой плотностью, связанной с воздействием ледниковой нагрузки – основная, или донная морена.

Так как размеры ледника определяются равновесием между количеством ежегодно выпадающего на него снега, который и превращается в фирн, а потом в лёд, и того что, не успевает растаять и испариться за теплые сезоны, то при потеплении климата края ледников отступают на новые, «равновесные рубежи». Концевые части ледниковых языков перестает двигаться и постепенно тают, а включенные в лёд валуны, песок и суглинок высвобождаются, образуя вал, повторяющий очертания ледника – конечную морену ; другая же часть обломочного материала (в основном песок и глинистые частицы) выносится потоками талой воды и отлагается вокруг в виде флювиогляциальных песчаных равнин (зандров ).

Подобные потоки действуют и в глубине ледников, заполняя флювиогляциальным материалом трещины и внутриледниковые каверны. После стаивания ледниковых языков с такими заполненными пустотами на земной поверхности, поверх вытаявшей донной морены остаются хаотические нагромождения холмов различной формы и состава: яйцевидные (при виде сверху) друмлины , вытянутые, как железнодорожные насыпи (вдоль оси ледника и перпендикулярно конечным моренам) озы и неправильной формы камы .

Очень четко все эти формы ледникового ландшафта представлены в Северной Америке: граница древнего оледенения здесь маркирована конечно-моренным валом с высотами до пятидесяти метров, протянувшимся поперек всего континента от восточного его побережья до западного. К северу от этой «Великой ледниковой стены» ледниковые отложения представлены в основном мореной, а к югу от нее – «плащом» флювиогляциальных песков и галечников.

Как для территории Европейской части России выделены четыре эпохи оледенения, так и для Центральной Европы также выделены четыре ледниковые эпохи, названные по соответствующим альпийским речкам – гюнц, миндель, рисс и вюрм , а в Северной Америке – небраскское, канзасское, иллинойсское и висконсинское оледенения.

Климат перигляциальных (окружающих ледник) территорий был холодным и сухим, что полностью подтверждается палеонтологическими данными. В этих ландшафтах возникает весьма специфическая фауна с сочетанием криофильных (холодолюбивых) и ксерофильных (сухолюбивых) растений – тундростепь.

Сейчас похожие природные зоны, сходные с перигляциальными, сохранились в виде так называемых реликтовых степей – островков среди таежного и лесотундрового ландшафта, например, так называемые аласы Якутии, южные склоны гор северо-восточной Сибири и Аляски, а также в холодные засушливые высокогорья Центральной Азии.

Тундростепь отличалась тем, что её травяной ярус формировали в основном не мхи (как в тундре), а злаки , и именно здесь складывался криофильный вариант травянистой растительности с очень высокой биомассой пастбищных копытных и хищников – так называемой «мамонтовой фауной» .

В её составе были причудливо смешаны различные виды животных, как характерных для тундры – северный олень, олень-карибу, овцебык, лемминги , для степей – сайгак, лошадь, верблюд, бизон, суслики , а также мамонты и шерстистые носороги, саблезубый тигр – смилодон, и гигантская гиена .

Следует отметить, что многие климатические изменения повторялись как бы «в миниатюре» на памяти человечества. Это так называемые «Малые ледниковые периоды» и «межледниковья».

Например, во время так называемого «Малого ледникового периода» с 1450 по 1850 года ледники повсеместно наступали, и их размеры превосходили современные (снежный покров появлялся, например, в горах Эфиопии, где его сейчас нет).

А в предшествовавший «Малому ледниковому периоду» Атлантический оптимум (900-1300 г.г.) ледники, наоборот, сократились, и климат был заметно мягче нынешнего. Вспомним, что именно в эти времена викинги назвали Гренландию «Зеленой землей», и даже заселили её, а также доходили на своих ладьях до побережья Северной Америки и острова Ньюфаундленд. А новгородские купцы-ушкуйники проходили «Северным морским путем» до Обской губы, основав там город Мангазею.

А последнее отступание ледников, начавшееся свыше 10 тысяч лет назад, хорошо осталось в памяти людей, отсюда и легенды о Всемирном потопе, так огромнее количество талых вод устремилось вниз, на юг, частыми стали дожди и наводнения.

В далёком прошлом рост ледников происходил в эпохи с пониженной температурой воздуха и увеличенной увлажненностью, такие же условия складывались и в последние века прошлой эры, и в середине прошлого тысячелетия.

А около 2.5 тысяч лет назад началось значительное похолодание климата, арктические острова покрылись ледниками, в странах Средиземноморья и Причерноморья на рубеже эр 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. Именно в эту эпоху резко активизируются и растут ледники на Кавказе.

Но к концу I тысячелетия опять началось потепление климата, отступили горные ледники в Альпах, на Кавказе, в Скандинавии и Исландии.

Климат начал снова серьезно меняться лишь в XIV веке, в Гренландии стали быстро расти ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота.

С конца XV века начался рост ледников во многих горных странах и полярных районах и после сравнительно теплого XVI века наступили суровые столетия, и 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 у берегов замерзало Адриатическое море. Но «Малый ледниковый период» завершился во второй половине XIX века и началась сравнительно теплая эпоха, которая продолжается и сейчас.

Отметим, что потепление XX столетия особенно четко выражено в полярных широтах Северного полушария, а колебания ледниковых систем характеризуются процентной долей наступающих, стационарных и отступающих ледников.

Так, например, для Альп имеются данные, охватывающие всё прошедшее столетие. Если доля наступающих альпийских ледников в 40-50-х годах ХХ века была близка к нулю, то в середине 60-х ХХ века здесь наступало около 30%, а в конце 70-х ХХ века – 65-70% обследованных ледников.

Подобное их состояние свидетельствует о том, что антропогенное (техногенное) увеличение содержания двуокиси углерода, метана и других газов и аэрозолей в атмосфере в XX столетии никак не повлияло на нормальный ход глобальных атмосферных и ледниковых процессов. Однако в конце прошлого, ХХ века повсюду в горах ледники стали отступать, стали таять и льды Гренландии, что связано с потеплением климата, и что особенно усилилась в 1990-х годах.

Известно, что возросшее ныне техногенное количество выбросов в атмосферу углекислого газа, метана, фреона и различных аэрозолей вроде бы как способствует уменьшению солнечной радиации. В связи с этим и появились «голоса» сначала журналистов, потом политиков, а потом и учёных о начале «новой ледниковой эпохи». Экологи «забили тревогу», опасаясь «грядущего антропогенного потепления» из-за постоянного роста углекислого газа и иных примесей в атмосфере.

Да, хорошо известно, что увеличение СО 2 ведет к увеличению количества задерживаемого тепла и тем самым повышает температуру воздуха у поверхности Земли, образуя пресловутый «парниковый эффект».

Такое же воздействие оказывают и некоторые другие газы техногенного происхождения: фреоны, оксиды азота и оксиды серы, метан, аммиак. Но, тем не менее, далеко не вся двуокись углерода остается в атмосфере: 50-60% промышленных выбросов СО 2 попадают в океан, где быстро усваиваются животными (кораллами в первую очередь), и конечно же усваиваются и растениями – вспомним процесс фотосинтеза: растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород! Т.е. чем больше углекислого газа – тем лучше, тем выше процент кислорода в атмосфере! Кстати, такое уже было в истории Земли, в каменноугольном периоде… Поэтому даже многократный рост концентрации СО 2 в атмосфере не сможет привести к такому же многократному росту температуры, так как существует определённый природный механизм регулирования, резко замедляющий парниковый эффект при высоких концентрациях СО 2 .

Так что все многочисленные «научные гипотезы» о «парниковом эффекте», «повышении уровня Мирового океана», «изменения течения Гольфстрима», и естественно «грядущего Апокалипсиса» большей частью навязаны нам «сверху», политиками, некомпетентными учеными, неграмотными журналистами или просто аферистами от науки. Чем больше запугаешь население – тем проще сбывать товар и управлять…

А на самом деле происходит обычный природный процесс – один этап, одна климатическая эпоха сменяется другой, и ничего странного в этом нет… А то что происходят природные катастрофы, и что их якобы стало больше – смерчей, наводнений и прочее – так еще 100-200 лет назад огромные территории Земли были просто незаселенны! А сейчас людей более 7 млрд., и живут они часто там, где именно и возможны наводнения и смерчи – по берегам рек и океанов, в пустынях Америки! Тем более, вспомним, что природные катаклизмы были всегда, и даже губили целые цивилизации!

А что касается мнения учёных, на которые так любят ссылаться и политики, и журналисты… Ещё в 1983 году американские социологи Рэндалл Коллинз и Сэл Рестиво в своей знаменитой статье «Пираты и политики в математике» написали открытым текстом: «…Не существует неизменного набора норм, которые руководят поведением ученых. Неизменна лишь деятельность ученых (и соотносимых с ними других типов интеллектуалов), направленная на стяжание богатства и славы, а также на получение возможности контролировать поток идей и навязывать свои собственные идеи другим… Идеалы науки не предопределяют научного поведения, но возникают из борьбы за индивидуальный успех в различных условиях соревнования …».

И ещё немного о науке… Различные крупные компании часто выделяют гранты на проведение так называемых «научных исследований» в тех или иных областях, но возникает вопрос – насколько человек, проводящий исследование, компетентен в данной области? Почему из сотен учёных был выбран именно он?

И если некому учёному, «некая организация» заказывает например «некое исследование по безопасности ядерной энергетики», то, само собой разумеется, что этот учёный будет вынужден «прислушиваться» к заказчику, так как у него есть «вполне определенные интересы», и понятно, что «свои выводы» он, скорее всего, будет «подлаживать» под заказчика, так как главный вопрос – это уже не вопрос научных исследований – а что желает заказчик получить, какой результат . И если результат заказчика не устроит , то и этого ученого больше не пригласят , и ни в одном «серьезном проекте», т.е. «денежном», он более участвовать не будет, так как пригласят другого ученого, более «покладистого»… Многое, безусловно, зависит и от гражданской позиции, и профессионализма, и репутации как ученого… Но не будем забывать, сколько в России «получают» ученые… Да в мире, в Европе и в США, ученый живет в основном на гранты… А любой учёный тоже «хочет кушать».

Кроме того – данные и мнения одного ученого, пусть и крупного специалиста в своей области – это еще не факт! А вот если исследования подтверждаются какими-нибудь научными группами, институтами, лабораториями, то лишь тогда исследования могут быть достойны серьёзного внимания .

Если конечно эти «группы», «институты» или «лаборатории» не финансировались заказчиком данного исследования или проекта…

А.А. Каздым,
кандидат геолого-минералогических наук, член МОИП

ВАМ ПОНРАВИЛСЯ МАТЕРИАЛ? ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШУ EMAIL-РАССЫЛКУ:

Каждый понедельник, среду и пятницу мы будем присылать вам на email дайджест самых интересных материалов нашего сайта.

Последствия потепления

Последний ледниковый период привел к появлению шерстистого мамонта и огромному росту площади ледников. Но он был только одним из многих, которые охлаждали Землю на протяжении всех 4,5 миллиардов лет ее истории.

Итак, как часто планету охватывают ледниковые периоды и когда стоит ожидать следующего?

Основные периоды оледенения в истории планеты

Ответ на первый вопрос зависит от того, имеете вы в виду большие оледенения или маленькие, которые происходят во время этих продолжительных периодов. На протяжении всей истории Земля пережила пять больших периодов оледенения, причем некоторые из них длились на протяжении сотен миллионов лет. На самом деле даже сейчас Земля переживает большой период оледенения, и это объясняет, почему она имеет полярные льды.

Пять основных ледниковых периодов - это Гуронский (2,4-2,1 миллиарда лет назад), оледенение Криогения (720-635 миллионов лет назад), Андско-Сахарское (450-420 миллионов лет назад), оледенение позднего палеозоя (335-260 миллионов лет назад) и Четвертичное (2,7 млн лет назад до настоящего времени).

Эти крупные периоды оледенения могут чередовать в себе меньшие ледниковые периоды и теплые периоды (межледниковье). В начале Четвертичного оледенения (2,7-1 млн лет назад) эти холодные ледниковые периоды происходили каждую 41 тысячу лет. Тем не менее в последние 800 тысяч лет существенные ледниковые периоды появлялись реже - примерно каждые 100 тысяч лет.

Как работает 100000-летний цикл?

Ледяные щиты растут в течение приблизительно 90 тысяч лет, а затем начинают таять в течение 10 тысяч лет теплого периода. Затем процесс повторяется.

Учитывая, что последний ледниковый период закончился около 11 700 лет назад, возможно, пришло время для начала еще одного?

Ученые считают, что мы должны были бы переживать очередной ледниковый период прямо сейчас. Однако существуют два фактора, связанных с орбитой Земли, которые влияют на формирование теплых и холодных периодов. Учитывая еще и то, как много углекислого газа мы выбрасываем в атмосферу, следующий ледниковый период не начнется еще по крайней мере 100 тысяч лет.

Что вызывает ледниковый период?

Гипотеза, выдвинутая сербским астрономом Милютином Миланковичем, объясняет, почему на Земле существуют циклы ледниковых и межледниковых периодов.

Поскольку планета вращается вокруг Солнца, на количество света, который она от него получает, влияют три фактора: ее наклон (который находится в диапазоне от 24,5 до 22,1 градусов по циклу 41 000 лет), ее эксцентриситет (изменение формы орбиты вокруг Солнца, которая колеблется от ближней окружности до овальной формы) и ее раскачивание (одно полное раскачивание происходит каждые 19-23 тысячи лет).

В 1976 году знаковый документ в журнале Science представил доказательства того, что эти три орбитальных параметра объясняют ледниковые циклы планеты.

Теория Миланковича заключается в том, что орбитальные циклы являются предсказуемыми и очень последовательными в истории планеты. Если Земля переживает ледниковый период, то она будет покрыта большим или меньшим количеством льда, в зависимости от этих орбитальных циклов. Но если на Земле слишком тепло, никаких изменений не произойдет, по крайней мере в отношении растущего количества льда.

Что может повлиять на нагревание планеты?

Первым на ум приходит газ, такой как диоксид углерода. За последние 800 тысяч лет уровни двуокиси углерода колебались от 170 до 280 частей на миллион (имеется в виду, что из 1 миллиона молекул воздуха 280 являются молекулами двуокиси углерода). Казалось бы незначительное различие в 100 частей на миллион приводит к появлению ледниковых и межледниковых периодов. Но уровень углекислого газа сегодня значительно выше, по сравнению с прошлыми периодами колебаний. В мае 2016 года уровень углекислого газа над Антарктидой достиг 400 частей на миллион.

Земля так сильно нагревалась и раньше. К примеру, во времена динозавров температура воздуха была даже выше, чем сейчас. Но проблема в том, что в современном мире она растет рекордными темпами, так как мы выбросили в атмосферу слишком много углекислого газа за короткое время. Кроме того, учитывая, что темпы выбросов на сегодняшний день не сокращаются, можно сделать заключение, что ситуация вряд ли изменится в ближайшее время.

Последствия потепления

Потепление, вызванное наличием этого углекислого газа, будет иметь большие последствия, потому что даже небольшое увеличение средней температуры Земли может привести к резким изменениям. Например, Земля была в среднем всего лишь на 5 градусов по Цельсию холоднее в течение последнего ледникового периода, чем сегодня, однако это привело к существенному изменению региональной температуры, исчезновению огромной части флоры и фауны и к появлению новых видов.

Если глобальное потепление приведет к таянию всех ледниковых покровов Гренландии и Антарктиды, уровень океанов вырастет на 60 метров, по сравнению с сегодняшними показателями.

Что приводит к большим ледниковым периодам?

Факторы, которые вызвали длительные периоды оледенений, таких как Четвертичное, не так хорошо изучены учеными. Но одна из идей состоит в том, что массовое падение уровня углекислого газа может привести к более низким температурам.

Так, например, в соответствии с гипотезой поднятия и выветривания, когда тектоника плит приводит к росту горных хребтов, на поверхности появляется новая незащищенная порода. Она легко поддается выветриванию и распадается, попадая в океаны. Морские организмы используют эти породы для создания своих раковин. Со временем камни и раковины забирают углекислый газ из атмосферы и его уровень существенно понижается, что и приводит к периоду оледенения.

Ученые отмечают, что ледниковый период - это часть ледовой эры, когда земные покровы скрывает лед на долгие миллионы лет. Но многие называют ледниковым периодом отрезок истории Земли, который завершился порядка двенадцати тысяч лет назад.

Стоит отметить, что история ледникового периода имела огромное количество неповторимых особенностей, которые не дошли до нашего времени. Например, уникальные животные, которые смогли приспособиться к существованию в этом непростом климате - мамонты, носороги, саблезубые тигры, пещерные медведи и другие. Они были покрыты густым мехом и довольно крупных размеров. Травоядные животные приспосабливались добывать пищу из под заледенелой поверхности. Возьмем носорогов, они разгребали рогом лед и питались растениями. Как не странно, растительность была разнообразной. Конечно, многие виды растений исчезли, но травоядные животные свободно получали доступ к пище.

Несмотря на то, что древние люди были некрупных размеров и не обладали покровом шерсти, они тоже смогли выжить во времена ледникового периода. Жизнь их была невероятно опасной и трудной. Они строили себе маленькие жилища и утепляли их шкурами убитых животных, а мясо употребляли в пищу. Люди придумывали различные ловушки, чтобы заманить туда крупных животных.

Рис. 1 - Ледниковый период

Впервые об истории ледникового периода заговорили в восемнадцатом веке. Тогда начала закладываться геология, как научная отрасль, и ученые принялись выяснять какое происхождение имеют валуны в Швейцарии. Большинство исследователей сошлись в единой точке зрения, что они имеют ледниковое начало. В девятнадцатом веке было выдвинуто предположение, что климат планеты был подвержен резким похолоданиям. А чуть позднее был оглашен и сам термин "ледниковый период" . Ввел его Луи Агассис, чьи идеи сначала не признавались широкой общественностью, но затем было доказано, что многие его труды действительно имеют под собой основания.

Помимо того, что геологи смогли установить тот факт, что ледниковый период имел место быть, они ещё и попытались выяснить по какой причине он возник на планете. Самое распространенное мнение гласит о том, что движение литосферных плит может блокировать теплые течения в океане. Это постепенно вызывает образование массива льда. Если масштабные ледниковые покровы уже образовались на поверхности Земли, то они будут вызывать резкое похолодание, отражая солнечный свет, а значит и тепло. Ещё одной причиной образования ледников, могло стать изменение уровня парниковых эффектов. Наличие больших арктических массивов и быстрое распространение растений, устраняет парниковый эффект за счет замены углекислого газа на кислород. Какой бы не была причина образования ледников - это очень долгий процесс, который может усиливать и влияние солнечной активности на Землю. Изменения орбиты нашей планеты вокруг Солнца делают ее крайне восприимчивой. Также влияние оказывает удаленность планеты от "главной" звезды. Ученые предполагают, что даже во времена самых масштабных ледниковых периодов, Земля была покрыта льдом лишь на одну треть от всей площади. Есть предположения, что имели место быть и ледниковые периоды, когда вся поверхность нашей планеты покрывалась льдом. Но этот факт пока остается спорным в мире геологических исследований.

На сегодняшний день, самый значительный ледниковый массив - Антарктический. Мощность льда местами достигает более чем четырех километров. Ледники движутся в среднем со скоростью пятьсот метров в год. Еще один впечатляющий ледяной покров находится в Гренландии. Примерно семьдесят процентов этого острова занимают ледники, а это одна десятая льда всей нашей планеты. На данный момент времени, ученые считают, что ледниковый период не сможет начаться еще как минимум тысячу лет. Все дело в том, что в современном мире идет колоссальный выброс углекислого газа в атмосферу. А как мы выяснили ранее, образование ледников возможно только при низком уровне его содержания. Однако это ставит перед человечеством другую проблему - глобальное потепление, которая может быть не менее масштабной, чем начало ледниковой эпохи.

Несмотря на то, что это, может быть, трудно понять, наша планета постоянно меняется. Континенты постоянно смещаются и сталкиваются друг с другом. Извергаются вулканы, ледники расширяются и отступают, и жизнь должна идти в ногу со всеми этими происходящими изменениями.

На протяжении всего своего существования в разные периоды, которые длились миллионы лет, Земля была покрыта километровым полярным ледяным щитом и горными ледниками. Темой этого списка станут ледниковые периоды, характеризующиеся очень холодными климатическими условиями и наличием льда, простирающегося так далеко, как может видеть глаз.

10. Что такое ледниковый период?

Хотите верьте, хотите, нет, но определение ледникового периода не так однозначно, как могут подумать некоторые. Конечно, мы можем охарактеризовать его как период, когда глобальные температуры были намного ниже, чем сегодня, и когда оба полушария покрыты толщей льда, простирающимся на тысячи миль к экватору.

Однако проблема с этим определением состоит в том, что он описывает любой ледниковый период с сегодняшней точки зрения и фактически не учитывает всю планетарную историю. Кто может сказать, что сегодня мы не живем в условиях более низких температур, чем средняя? В этом случае мы фактически находимся в ледниковом периоде прямо сейчас. Лишь некоторые ученые, которые посвятили свою жизнь изучению таких явлений, могут это подтвердить. Да, мы на самом деле живем в ледниковом периоде, и мы убедимся в этом через минуту.

Лучшим определением ледникового периода было бы то, что это длительный период времени, когда атмосфера и поверхность планеты имеют низкую температуру, что приводит к наличию полярных ледяных щитов и горных ледников. Это может продолжаться несколько миллионов лет, в течение которых также существуют периоды оледенения, характеризующиеся ледяным покровом и ростом ледников на поверхности планеты, а также межледниковыми периодами – интервалами, длящимися несколько тысяч лет, когда лед отступает, и становится теплее. Другими словами, то, что мы знаем как «последний ледниковый период», является, по сути, одной из таких стадий оледенения, частью более крупного ледникового периода Плейстоцена, и в настоящее время мы находимся в межледниковом периоде, известном как Голоцен, который начался около 11 700 лет назад.

9. Что вызывает ледниковый период?

На первый взгляд, ледниковый период похож на какое-то глобальное потепление в обратную сторону. Это в определенной степени так, но есть несколько других факторов, которые могут инициировать и способствовать началу ледникового периода. Важно отметить, что изучение ледниковых периодов началось не так давно, и наше понимание этого процесса еще не полное. Тем не менее, существует некоторый научный консенсус по нескольким факторам, которые вносят вклад в начало ледникового периода.

Одним из таких очевидных факторов является уровень парниковых газов в атмосфере. Есть свидетельства того, что концентрация этих газов в воздухе растет и снижается вместе с отступлением и ростом ледяных щитов. Но некоторые утверждают, что эти газы не обязательно запускают каждый ледниковый период и влияют только на его суровость.

Другим ключевым фактором, играющим важную роль, являются тектонические плиты. Геологические записи указывают на корреляцию между положением континентов и началом ледникового периода. Это означает, что в определенном положении континенты могут препятствовать так называемому Глобальному океаническому конвейеру - глобальной системе течений, которые переносят холодную воду от полюсов к экватору и наоборот.

Континенты также могут находиться прямо на вершине полюса, как Антарктида сегодня, или привести к тому, что полярные водоемы будут полностью или частично окружены сушей, как Северный Ледовитый океан. Оба этих фактора способствуют ледообразованию. Континенты могут также собираться вокруг экватора, блокируя океанские течения, что приводит к ледниковому периоду.

Именно так произошло во время Криогенного периода, когда суперконтинент Родиния покрыл большую часть экватора. Некоторые специалисты даже говорят, что Гималаи сыграли важную роль в нынешнем ледниковом периоде. После того, как эти горы начали формироваться около 70 миллионов лет назад, они способствовали увеличению осадков на планете, что, в свою очередь, привело к неуклонному снижению CO2 в воздухе.

Наконец, у нас есть орбиты, по которым движется Земля. Это также частично объясняет периоды оледенения и межледниковые периоды в течение любого конкретного ледникового периода. испытывает ряд периодических изменений во время кругового движения вокруг Солнца, которые называют Циклами Миланковича (Milankovitch Cycles). Первый из этих циклов - эксцентриситет Земли, который характеризуется формой орбиты нашей планеты вокруг Солнца.

Каждые 100 000 лет или около того орбита Земли становится более или менее похожей на эллипс, это означает, что она получит больше или меньше солнечных лучей. Второй из этих циклов – наклон оси планеты, который в среднем изменяется на несколько градусов каждые 41 000 лет. Этот наклон влияет на времена года на Земле и разницу в солнечном излучении, получаемом полюсами и экватором. В-третьих, у нас есть прецессия Земли, которая выражается колебанием, когда Земля вращается вокруг своей . Это происходит примерно каждые 23 000 лет и приводит к тому, что зима в Северном полушарии произойдет, когда Земля будет дальше от Солнца, а лето - когда она будет ближе всего к Солнцу. Если это происходит, разница в степени выраженности между сезонами будет больше, чем сегодня. Помимо этих основных факторов, мы также иногда можем страдать от недостатка пятен на солнце, ударов крупных метеоритов, сильнейших извержений вулканов или ядерных войн, которые в числе прочего потенциально могут привести к началу ледникового периода.

8. Почему они продолжаются так долго?

Мы знаем, что ледниковые периоды обычно длятся миллионы лет. Причину этого можно объяснить с помощью феномена, известного как альбедо. Это отражательная способность поверхности Земли, когда речь идет о коротковолновом излучении Солнца. Другими словами, чем больше поверхности нашей планеты покрыто белым льдом и снегом, тем больше солнечное излучение отражается назад в космос, и тем холоднее становится на Земле. Это приводит к появлению еще большего количества льда и еще большей отражательной способности в цикле положительной обратной связи, который длится миллионы лет. Это одна из причин, почему так важно, чтобы лед Гренландии оставался там, где он есть. Потому что, если этого не произойдет, отражательная способность острова уменьшится, что приведет к росту глобальной температуры.

Тем не менее, ледниковые периоды в конце концов заканчиваются, а также их периоды оледенения. По мере того как воздух становится холоднее, он больше не может удерживать столько влаги, как раньше, что приводит, в свою очередь, к выпадению меньшего количества снега и невозможности расширения ледяных шапок и даже их поддержания. В результате начинается цикл отрицательной обратной связи, который знаменует начало межледникового периода.

По этой логике в 1956 году была предложена теория, предполагающая, что Северный Ледовитый океан, не покрытый льдом, вызовет больше снегопадов на более высоких широтах, выше и ниже полярного круга. Этого снега может оказаться так много, что он не растает в течение летних месяцев, увеличивая альбедо Земли и уменьшая общую температуру. Со временем это позволит сформироваться льду на более низких широтах и в средних широтах - толчок, запускающий процесс оледенения.

7. Но как нам узнать, что ледниковый период действительно был?

Причиной, из-за которой люди начали думать о ледниковых периодах, стали, в первую очередь, некоторые огромные валуны, оказавшиеся в центре пустой местности без каких-либо объяснений относительно того, как они туда попали. Изучение процессов оледенения началось в середине 18-го века, когда швейцарский инженер и географ Пьер Мартель (Pierre Martel) начал документировать беспорядочно разбросанные горные образования внутри альпийской долины и ниже ледника. Местные жители сказали ему, что эти огромные валуны подтолкнул ледник, который когда-то простирался намного дальше по горе.

На протяжении десятилетий во всем мире были задокументированы другие подобные случаи, что стало основой для теории ледниковых периодов. С тех пор были учтены и другие формы доказательств. Геологические особенности, в том числе ранее упомянутые горные породы, содержащие ледниковые отложения, резные долины, такие как фьорды, ледниковые озера и различные другие формы изрезанной поверхности земли. Проблема с ними состоит в том, что их сложно датировать, а последующие оледенения могут исказить или даже полностью стереть предыдущие геологические образования.

Более точные данные поступают благодаря палеонтологии - изучению окаменелостей. Хотя и не без некоторых недостатков и неточностей, но палеонтология говорит об истории ледниковых периодов, показывая нам распределение организмов, адаптированных к холоду, когда-то обитавших на более низких широтах, и организмов, которые обычно процветают в более теплом климате, количество которых либо снижалось ближе к экватору, либо они совсем исчезали.

Однако наиболее точные доказательства дают изотопы. Различия в соотношениях изотопов между ископаемыми, осадочными породами и океанскими отложениями могут многое рассказать об окружающей среде, в которой они образовались. Говоря о текущем ледниковом периоде, мы также имеем доступ к ледяным ядрам, полученным из Антарктиды и Гренландии, которые являются наиболее надежной формой доказательств на сегодняшний день. При формулировании своих теорий и прогнозов ученые полагаются на их комбинацию там, где это возможно.

6. Большие ледниковые периоды

На данный момент ученые уверены, что в течение долгой истории Земли было пять крупных ледниковых периодов. Первый из них, известный как Гуронское оледенение, произошел примерно 2,4 миллиарда лет назад и продолжался около 300 миллионов лет, считается самым длительным. Криогенный ледниковый период произошел около 720 миллионов лет назад и продолжался до 630 миллионов лет назад. Этот период считается самым суровым. Третье массивное оледенение произошло около 450 миллионов лет назад и продолжалось около 30 миллионов лет. Оно известно как Андо-Сахарский ледниковый период и вызвало второе по величине массовое вымирание в истории Земли после так называемого Великого вымирания. Длящийся в течение 100 миллионов лет, ледниковый период Кару произошел между 360 и 260 миллионами лет назад и был вызван появлением наземных растений, остатки которых мы теперь используем в качестве ископаемого топлива.

Наконец, у нас есть Плейстоценовый ледниковый период, также известный как Плиоцен-четвертичное оледенение. Он начался примерно 2,58 миллиона лет назад, и с тех пор прошло несколько периодов оледенений и межледниковых периодов с разницей примерно от 40 000 до 100 000 лет. Однако за последние 250 000 лет климат менялся более часто и резко, причем предыдущий межледниковый период прерывался многочисленными холодными периодами, которые продолжались несколько столетий. Нынешний межледниковый период, начавшийся примерно 11 000 лет назад, является нетипичным из-за относительно стабильного климата, который был до этого момента. Можно с уверенностью сказать, что люди не смогли бы вести сельское хозяйство и достигнуть нынешнего уровня цивилизации, если бы не этот необычный период температурной стабильности.

5. Колдовство

«Что, что?» Мы знаем, о чем вы подумали, увидев этот заголовок в нашем списке. Но сейчас мы все объясним...

В течение нескольких столетий, начиная примерно с 1300 года и заканчивая примерно 1850 годом, мир пережил период, известный как Малый ледниковый период. Для того, чтобы глобальная температура снизилась, особенно в Северном полушарии, в результате чего выросли горные ледники, реки замерзли, а урожай погиб, потребовалось несколько факторов. В середине 17 века в Швейцарии из-за вторгшихся ледников были полностью разрушены несколько деревень, а в 1622 году полностью замерла даже южная часть Босфорского пролива вокруг Стамбула. В 1645 году ситуация ухудшилась и так продолжалась в течение следующих 75 лет, во время периода, известного ученым сегодня как Минимум Маундера.

В течение этого времени на солнце было мало солнечных пятен. Эти пятна являются областями на поверхности Солнца, температура в которых значительно ниже. Они вызваны концентрацией магнитных потоков в нашей звезде. Сами по себе эти пятна, вероятно, будут способствовать понижению температуры Земли, но они окружены очень яркими областями, известными как факулы. У факул значительно более высокая мощность излучения, которая намного превосходит слабость свечения, вызванную солнечными пятнами. Таким образом, Солнце без пятен фактически имеет более низкий уровень излучения, чем обычно. По оценкам, в течение 17-го века, Солнце потускнело на 0,2 процента, что частично объясняет этот Малый ледниковый период. За это время в мире произошло более 17 извержений вулканов, что еще больше ослабило солнечные лучи.

Экономические невзгоды, вызванные этим многовековым холодным периодом, оказали невероятное психологическое воздействие на людей. Частые потери урожаях и нехватка дров привели к тому, что в Салеме, штат Массачусетс, вспыхнули серьезные случаи массовой истерии. Зимой 1692 года двадцать человек, четырнадцать из которых были женщинами, были повешены по обвинению в том, что являются ведьмами и виноваты во всех невзгодах остальных. Пятеро других, двое из которых были детьми, позже умерли в тюрьме, куда их поместили по тому же обвинению. Из-за неблагоприятной погоды в таких местах, как Африка, даже сегодня люди иногда обвиняют друг друга в том, что они являются ведьмами.

4. Земля – снежный шар

Первый ледниковый период на Земле был также самым длинным. Как мы упоминали ранее, он продолжался целых 300 миллионов лет. Известный как Гуронское оледенение, этот невероятно длинный и холодный период начался около 2,4 миллиарда лет назад, в то время, когда на Земле существовали только одноклеточные организмы. Пейзаж выглядел совсем иначе, чем сегодня, даже до того, как лед сковал все вокруг. Однако произошел ряд событий, которые в конечном итоге привели к апокалипсическому событию глобальных масштабов, в результате которого большая часть планеты оказалась покрыта толстом льдом. До гуронского оледенения на Земле преобладали анаэробные организмы, которые не нуждались в кислороде. Кислород был, по сути, ядовитым для них и чрезвычайно редким элементом в воздухе, он составлял всего 0,02% атмосферы. Но в какой-то момент возникла другая форма жизни - цианобактерия.

Эта крошечная бактерия была первой из тех, кто когда-либо использовал фотосинтез в качестве способа питания. Побочным продуктом этого процесса является кислород. По мере того, как эти крошечные существа процветали в Мировом океане, они выделяли миллионы и миллионы тонн кислорода, повысив его концентрацию в атмосфере до 21% и спровоцировав исчезновение всей анаэробной жизни. Это событие называют Великим кислородным событием. Воздух также был заполнен метаном, и в контакте с кислородом он превратился в CO2 и . Тем не менее, метан в 25 раз более эффективен как парниковый газ, чем CO2, что означает, что это преобразование привело к понижению глобальных температур, что, в свою очередь, запустило Гуронское оледенение и первое массовое вымирание на Земле. Иногда вулканы добавляли дополнительный CO2 в воздух, что приводило к межледниковым периодам.

3. Запеченная Аляска

Если его название недостаточно понятно, Криогенный ледниковый период был самым холодным периодом в долгой истории Земли. Сегодня он также является предметом многих научных споров. Одной из тем обсуждения является вопрос о том, была ли Земля полностью покрыта льдом, или вдоль экватора оставалась линия открытой воды – теория Снежного шара или Земли - снежка, поскольку некоторые называют эти два сценария. Криогенный период продолжался примерно с 720 до 635 миллионов лет назад и может быть разделен на два крупных события оледенения, известных как Стартанское (720-680 млн. лет) и Мариноанское (приблизительно от 650 до 635 млн. лет). Важно отметить, что в этот момент не существовало многоклеточной жизни, и некоторые полагают, что сценарий Земли - снежка стал катализатором ее эволюции во время так называемого Кембрийского взрыва.

Особенно интересное исследование было опубликовано еще в 2009 году, в нем основное внимание уделялось, в частности, Мариноанскому оледенению. Согласно анализу, атмосфера Земли была относительно теплой, а ее поверхность была покрыта толстым слоем льда. Это возможно только в том случае, если планета полностью или почти полностью покрыта льдом. Это явление сравнили с десертом Запеченная Аляска, где мороженое тает не сразу после того, как его поместили в духовку. Оказывается, в составе атмосферы было много парниковых газов, но вопреки ожиданиям, это не предотвратило и никак не было связано с ледниковым периодом. Эти газы присутствовали в таких больших количествах из-за повышенной вулканической активности, последовавшей за распадом суперконтинента Родиния. Считается, что эта длительная вулканическая активность помогла «запустить» ледниковый период.

Однако научное сообщество предупреждает, что нечто подобное может повториться, если атмосфера начнет отражать в космос слишком много солнечных лучей. Один из таких периодов может быть запущен массовым извержением вулканов, ядерной войной или нашими будущими попытками смягчить последствия глобального потепления, распыляя в атмосферу слишком много сульфатных аэрозолей.

2. Мифы о наводнении

Когда около 14 500 лет назад лед ледников начал таять, вода не стекала в океан одинаково по всей Земле. В некоторых местах, таких как Северная Америка, начали формироваться огромные ледниковые озера. Эти озера появляются в результате того, что на пути воды встречается преграда в виде ледяной стены или ледниковых отложений. За 1600 лет, озеро Агассис (Lake Agassiz) покрыло площадь в 440 000 кв. км - больше, чем любое озеро, существующее сегодня. Оно сформировалось на территории Северной Дакоты, Миннесоты, Манитобы, Саскачевана и Онтарио. Когда дамба, наконец, прорвалась, пресная вода хлынула в Северный Ледовитый океан через долину реки Макензи (Mackenzie River).

Этот большой приток пресной воды ослабил океаническое течение на 30%, погрузив планету в 1200-летний период оледенения, известный как Ранний дриас. Предполагается, что этот несчастливый поворот событий привел к уничтожению культуры Кловиса и североамериканской мегафауны. Записи также показывают, что этот холодный период неожиданно закончился около 11 500 лет назад, а температура в Гренландии повысилась до -7 градусов по Цельсию всего за десять лет.

Во время Раннего дриаса льды ледников пополнялись, и, когда планета снова начала прогреваться, появилось озеро Агассис. Однако на этот раз оно соединилось с таким же большим озером, известным как Оджибве (Ojibway). Вскоре после их слияния произошел новый прорыв, но на сей раз в Гудзонский залив. Еще один холодный период, произошедший 8 200 лет назад, известен как событие 8,2 килойеар (8.2 kiloyear event).

Хотя низкие температуры держались всего 150 лет, это событие позволило повысить уровень моря на 4 метра. Интересно, что историки смогли связать истоки многих мифов о наводнениях со всего мира именно с этим периодом времени. Это внезапное повышение уровня моря также привело к тому, что Средиземное море проложило себе дорогу через Босфорский пролив и затопило Черное море, которое в то время было только пресноводным озером.

1. Марсианский ледниковый период

Не поддающиеся нашему контролю ледниковые периоды - это природные явления, которые случаются не только на Земле. Как и у нашей планеты, у Марса также случаются периодические изменения в орбите и наклоне оси. Но в отличие от Земли, где ледниковый период подразумевает рост полярных ледяных шапок, на Марсе происходят другие процессы. Поскольку его ось наклонена больше, чем ось Земли, а полюса получают больше солнечного света, марсианский ледниковый период означает, что полярные ледяные шапки фактически отступают, а ледники на средней широте расширяются. Этот процесс прекращается в межледниковые периоды.

За последние 370 000 лет Марс медленно выходил из своего ледникового периода и вступал в межледниковый период. По оценкам ученых, на полюсах накапливается примерно 87 115 кубических километров льда, большинство скапливается в Северном полушарии. Компьютерные модели также показали, что Марс может полностью покрыться льдом во время оледенения. Однако эти исследования находятся на ранних стадиях, и, учитывая тот факт, что мы все еще далеки от полного понимания собственных ледниковых периодов на Земле, мы не можем ожидать, что узнаем все, что происходит на Марсе. Тем не менее, это исследование может оказаться полезным, учитывая наши планы на будущее для Красной планеты. Это также очень помогает нам на Земле. «Марс служит упрощенной лабораторией для тестирования климатических моделей и сценариев, без океанов и биологии, которые мы затем можем использовать для лучшего понимания земных систем», - сказал планетарный ученый Исаак Смит (Isaac Smith).

Итак, как часто планету охватывают ледниковые периоды и когда стоит ожидать следующего?

Основные периоды оледенения в истории планеты

Пять основных ледниковых периодов — это Гуронский (2,4—2,1 миллиарда лет назад), оледенение Криогения (720—635 миллионов лет назад), Андско-Сахарское (450—420 миллионов лет назад), оледенение позднего палеозоя (335—260 миллионов лет назад) и Четвертичное (2,7 млн лет назад до настоящего времени).

Эти крупные периоды оледенения могут чередовать в себе меньшие ледниковые периоды и теплые периоды (межледниковье). В начале Четвертичного оледенения (2,7—1 млн лет назад) эти холодные ледниковые периоды происходили каждую 41 тысячу лет. Тем не менее в последние 800 тысяч лет существенные ледниковые периоды появлялись реже — примерно каждые 100 тысяч лет.