5 фактов о причинах оледенения, изменениях уровня Мирового океана и межледниковой эпохе

Климат нашей планеты неоднократно менялся. На сегодняшний день в истории Земли известны три крупные эпохи оледенений (примерно 600 000 и 300 000 лет назад), и сегодня мы живем в последней из них. Эпоха оледенения — это время чередования холодных и теплых периодов, измеряемых десятками тысяч лет, во время которых ледники то покрывают огромные территории, то резко сокращаются. Сейчас у нас межледниковье, но оледенение может еще вернуться. Чем вызваны эпохи оледенения, сказать трудно, существует множество гипотез.

1. Гипотезы о причинах оледенения

Возможно, эпохи оледенения связаны с особенностями положения Солнечной системы на галактической орбите. Существует версия, что они связаны с эпохами горообразования. Сейчас продолжается альпийская эпоха горообразования, триста миллионов лет назад была герцинская эпоха горообразования, а шестьсот миллионов (конец протерозоя — начало кембрия) — байкальская. Эпохи горообразования опять же могут быть связаны с положением Солнечной системы в галактическом пространстве.

В эпоху роста гор суша высокая. Чем выше суша, тем холоднее климат. При высокой суше вода океанов собирается в глубоких впадинах, и малая площадь поверхности водных акваторий приводит к охлаждению Земли. Вода — прекрасный аккумулятор тепла, и чем меньше водная поверхность, тем холоднее. Толчком к началу оледенений могли послужить изменения в расположении теплых и холодных морских течений. Все перечисленные гипотезы требуют дальнейших исследований.

2. Оледенения на территории России

Последняя эпоха оледенений приходится на современный нам четвертичный период, продолжительность которого оценивается в семьсот тысяч — миллион лет. В этом периоде в северном полушарии Земли было несколько эпох покровных оледенений, разделенных эпохами межледниковий. Однако в Гренландии непрерывное оледенение началось уже около 10 миллионов лет назад, а в Антарктиде, по-видимому, еще раньше — 25–30 миллионов лет назад. Гренландия и Антарктида занимают околополюсное положение, и холодные климатические условия там вполне объяснимы.

Сложнее объяснить оледенения значительной части Северной Америки (примерно до широты Нью-Йорка), Европы и Азии до широт Москвы и Воронежа (в разные эпохи), а также Западной Сибири до центра Западно-Сибирской низменности. Исследователи спорят об их количестве, насчитывая по крайней мере четыре оледенения. Льды нарастали, и центрами оледенения для Европы были Скандинавский и Кольский полуострова, Карелия, Новая Земля, Полярный Урал, горы Бырранга на Таймыре, плато Путорана. Мощность льдов была вполне сравнима с антарктическими (в Антарктиде — до 3–4 км, у нас — до 2–3 км).

Ледник — это обязательно движущийся массив. Почему он двигался? Возможно, из-за очень большого давления на контакте с грунтом происходило плавление льда при температурах, близких к нулю. Жесткий, покрытый трещинами ледник растекался под действием собственной тяжести, скользил по расплавленной смазке на юг. Покровные ледники могли подниматься на возвышенности. Последний валдайский ледник перекрывал Валдайскую возвышенность, более ранний, московский — Клинско-Дмитровскую гряду на севере Подмосковья. Еще более ранний, днепровский ледник — так ледники называют в Европейской России — покрывал север Среднерусской возвышенности и огромными языками уходил на юг по Днепровской и Окско-Донской низменностям.

Чтобы образовался ледник, необходим не только холод, но и влага. В Евразии влаги больше на западе, ветра приносят осадки с Атлантического океана. Поэтому юго-западная граница всех оледенений располагалась намного южнее, чем северо-восточная.

3. Причины изостатического поднятия

Когда ледник начинал таять, он распадался на отдельные массивы мертвого льда, примерзал к подстилающей поверхности, со всех сторон от него оттекали талые воды. Последний валдайский ледник растаял около 10 000 лет назад. Льды перестали давить на подстилающую поверхность, и земля начала подниматься. Причем в районах Скандинавского полуострова по обеим сторонам Ботнического залива в Балтике (Швеция и Финляндия) происходит чрезвычайно быстрый рост суши. Это так называемое изостатическое поднятие. Скорость поднятия доходит до 1 метра за 100 лет, что очень быстро. В Антарктиде из-за давления современных ледников глубина океанического шельфа — материковой отмели — около 500 метров, в то время как в среднем на Земле глубина шельфа около 200 метров.

4. Уровень Мирового океана

В периоды оледенений, когда большие массы воды были заключены во льдах, резко понижался уровень Мирового океана. Сегодня исследователи дают следующую оценку: если бы растаяли ледники Антарктиды и Гренландии, то уровень океана повысился бы на 70–75 метров. Древние материковые оледенения Земли были по объему льда отнюдь не меньше, и поэтому о неоднократном понижении уровня Мирового океана в четвертичный период на 75–80 метров можно говорить с полной уверенностью, но, скорее всего, оно было гораздо больше — 100–120 метров, некоторые полагают, что до 200 метров. Разброс данных естественен, так как Земля «дышит»: какие-то участки ее приподнимаются, какие-то опускаются, и эти колебания накладываются на изменения уровня поверхности океана.

К чему приводило изменение уровня Мирового океана? Во-первых, реки текли там, где сейчас море. На затопленной ныне материковой окраине Северного Ледовитого океана можно проследить продолжение Печоры, Северной Двины, Оби и Енисея. В речных песках могут содержаться крупицы золота, касситерита (сырье для добычи олова) и т. д. Песчаные отложения древних рек, протекавших на осушенном в периоды оледенений шельфе в районе индонезийских Зондских островов, дали богатейшие россыпи касситерита. Сейчас оловянную руду добывают с морского дна там, где располагаются ныне подводные речные долины.

Мировой океан не замерз в эпохи оледенения. Вода — самое удивительное, что есть на Земле. Чем больше концентрации соли в морской воде, тем ниже (-1; -1,7 градуса) температура ее замерзания, тем больше времени требуется для образования льда. Морская вода замерзает при температуре своей максимальной плотности, которая еще ниже, чем температура замерзания (-3; -3,5 градуса). Если морская вода остывает до температуры своего замерзания, она, вместо того чтобы замерзнуть, из-за своей повышенной плотности опускается вниз, вытесняя наверх более теплые и легкие воды. Они, остывая до температуры замерзания, становятся более плотными и снова «ныряют» вниз. Такое перемешивание не дает возможности образоваться льду и продолжается до тех пор, пока вся толща воды не достигнет температуры максимальной плотности.

5. Периоды межледниковья

Эпохи оледенения сменялись межледниковьями. Климат в это время мог быть как холоднее, так и теплее современного. Например, в период между московским и валдайским оледенениями климат был более теплым. На широте Москвы росли широколиственные каштановые леса. Лесами была покрыта вся Сибирь вплоть до побережий северных морей, где ныне тундра. Последнее межледниковье продолжается около десяти тысяч лет. Судя по всему, мы прошли его климатический оптимум. 5–6 тысяч лет назад среднегодовая температура была выше на 1–2, может быть, даже на 3 градуса. В эту теплую эпоху ледники в горах, в Гренландии и Антарктиде сократились, а уровень океана, соответственно, был более высоким.

В современную, более холодную эпоху уровень воды в океане вновь понизился из-за консервации воды в выросших ледниках. При этом на поверхности появились коралловые острова, и люди заселили многие из них. Если бы уровень моря оставался высоким, они оставались бы под водой. Точно так же появились на поверхности множество других островов: Фризские острова возле Голландии и Германии, многочисленные острова у побережья Мексики и Техаса в Мексиканском заливе, Арабатская стрелка в Азовском море и другие. То есть соотношение воды, сконцентрированной в ледниках, и воды свободной резко меняет и соотношение суши и моря, и климатическую обстановку Земли. Что впереди? Скорее всего, человечеству предстоит пережить еще одно оледенение.

Глобальные изменения природной среды. Под ред. Н.С. Касимова. М.: Научный мир, 2000
Общие особенности изменений ландшафтов и климата Северной Евразии в кайнозое // Изменение климата и ландшафтов за последние 65 миллионов лет (кайнозой: от палеоцена до голоцена). Под ред. А.А. Величко. М.: ГЕОС. 1999.
Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Историческая геология. М.: Академия, 2006