Ледниковые периоды на Земле

Отправляясь в путешествие по швейцарским Альпам или по канадским Скалистым горам, вы вскоре заметите огромное количество разбросанных пород. Некоторые из них размером с дом, они часто лежат в речных долинах, хотя очевидно, что они слишком велики, чтобы их могло переместить даже самое сильное наводнение. Подобные эрратические валуны можно обнаружить на средних широтах по всему миру, хотя они могут быть скрыты растительностью или слоями грунта.

ОТКРЫТИЕ ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДА

Странствующие ученые XVIII века, заложившие основы географии и геологии, считали появление этих валунов загадочным, но в местном фольклоре сохранилась правда об их происхождении. Швейцарские крестьяне рассказали приезжим, что давным-давно их оставили огромные тающие ледники, которые когда-то были на дне долины.

Поначалу ученые отнеслись к этому скептически, но поскольку обнаружились другие доказательства ледникового происхождения окаменелых пород, большинство приняло такое объяснение природы валунов в швейцарских Альпах. Но некоторые осмелились предположить, что когда-то более масштабное оледенение распространилось от полюсов по обоим полушариям.

Минералог Йене Эсмарк в 1824 году выдвинул теорию, подтверждающую серию глобальных резких похолоданий, а немецкий ботаник Карл Фридрих Шимпер в 1837 году предложил термин «ледниковый период» для описания таких явлений, но признание эта теория получила только через несколько десятилетий.

О ТЕРМИНОЛОГИИ

Ледниковые эры – это этапы похолодания продолжительностью сотни миллионов лет, во время которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения. В ледниковых эрах выделяют ледниковые периоды, которые длятся десятки миллионов лет. Ледниковые периоды состоят из ледниковых эпох – оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).

Сегодня под термином «ледниковый период» часто ошибочно подразумевают последнюю ледниковую эпоху, которая длилась 100 000 лет и закончилась около 12 000 лет назад. Она известна крупными, адаптированными к холоду млекопитающими, такими как покрытые шерстью мамонты и носороги, пещерные медведи и саблезубые тигры. Однако было бы неправильно рассматривать эту эпоху как всецело неблагоприятную. Поскольку основные мировые запасы воды скрылись подо льдом, на планете наблюдалась более холодная, но и более сухая погода при низком уровне моря. Это идеальные условия для расселения наших предков с африканских земель по всему миру.

ХРОНОЛОГИЯ

Наш нынешний климат – лишь межледниковый перерыв в ледниковом периоде, который может возобновиться примерно через 20 000 лет (если не появится искусственный стимул). До обнаружения угрозы глобального потепления многие люди считали похолодание наибольшей опасностью для цивилизации.

Самым значительным, вплоть до экватора, оледенением Земли характеризовался криогенийский период (850-630 млн лет назад) позднепротерозойской ледниковой эры. Согласна гипотезе «Земля-снежок», в эту эпоху наша планета была полностью покрыта льдом. В палеозойскую ледниковую эру (460-230 млн лет назад) оледенения были более короткими и менее распространенными. Современная кайнозойская ледниковая эра началась относительно недавно – 65 млн лет назад. Ее завершает четвертичный ледниковый период (2,6 млн лет назад – настоящее время).

Земля, вероятно, прошла больше ледниковых периодов, но геологическая летопись докембрийской эпохи практически полностью уничтожена медленными, но необратимыми изменениями ее поверхности.

ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ

На первый взгляд кажется, что в наступлении ледниковых периодов не прослеживается закономерность, поэтому геологи долго спорили об их причинах. Вероятно, их вызывают определенные условия, взаимодействуя друг с другом.

Один из самых значительных факторов – дрейф континентов. Это постепенное смещение литосферных плит на протяжении десятков миллионов лет.

Если расположение континентов блокирует теплые океанические течения от экватора к полюсам, начинают образовываться ледниковые покровы. Обычно это происходит, если большой массив суши находится над полюсом или полярными водами, окруженными близлежащими континентами.

В четвертичном ледниковом периоде этим условиям соответствуют Антарктика и окруженный сушей Северный Ледовитый океан. Во время крупного криогенийского ледникового периода большой суперконтинент оказался запертым у земного экватора, но эффект был таким же. Однажды образовавшись, ледниковые покровы ускоряют процесс глобального похолодания, отражая в космос солнечное тепло и свет.

Другой важный фактор – уровень парниковых газов в атмосфере. Один из ледниковых периодов палеозойской ледниковой эры, возможно, был вызван наличием больших антарктических массивов суши и распространением наземных растений, которые заменили большое количество углекислого газа в атмосфере Земли кислородом, нивелировав этот тепловой эффект. По другой теории, основные этапы горообразования привели к увеличению уровня осадков и ускорению таких процессов, как химическое выветривание, что также удалило из атмосферы углекислый газ.

ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ЗЕМЛЯ

Описанные процессы происходят в течение миллионов лет, но есть и краткосрочные явления. В наши дни большинство геолого признает важную роль изменений орбиты Земли вокруг Солнца, известных как циклы Миланковича. Поскольку другие процессы поставили Землю в сложные условия, она стала крайне чувствительной к уровню излучения, которое она получает от Солнца в зависимости от цикла.

В каждом ледниковом периоде, вероятно, существовали еще более краткосрочные явления, которые невозможно отследить. Точно известно только о двух из них: о средневековом климатическом оптимуме в X-XIII ст. и малом ледниковом периоде в XIV—XIX ст.

Малый ледниковый период часто связывают со спадом солнечной активности. Есть доказательства, что изменения количества солнечной энергии существенно влияют на Землю в последние несколько сот миллионов лет, но, как и в случае с циклами Миланковича, возможно, что их краткосрочное воздействие может усиливаться, если климат планеты уже начал меняться.