Автор: Анна Сёмочкина

Четвертичные оледенения: ледниковые периоды, изображение №1

Именно так — во множественном числе, ведь «ледниковых периодов» на нашей планете было не одно и даже не два, и не один континент подвергся их суровому влиянию.

Мощным (до 4,5 км) ледяным щитом укрылась от нас Антарктида ещё 25-30 миллионов лет назад (!), почти полностью скрыта Гренландия. Это те покровные ледники, которые мы можем наблюдать сейчас: изучать их строение, историю как самого ледника, так и изменений климата на Земле, протекавших во время накопления льда. Но были и другие ледники, которые оставили следы в Евразии, Северной Америке и даже на южных материках (кроме, пожалуй, Африки) и множество загадок для палеогеографов, геоморфологов, палеоклиматологов и других учёных.

Кто, как и зачем изучает древние оледенения? Мы узнаем с вами сейчас.

ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ

Учёные — любопытные люди. Интересует их не только то, что есть здесь и сейчас. Их манят загадки прошлых времён, которые они стремятся разгадать. Палеогеографы добились в этом немалых успехов: они изучают и восстанавливают условия, которые были на нашей планете тысячи, сотни тысяч и миллионы лет назад, ищут их причины, закономерности протекания, взаимосвязи разных явлений в географической оболочке (как влияют друг на друга климат и растительность, рельеф и климат), пробуют заглянуть в будущее (на основе своих знаний делают прогнозы развития планеты в разные периоды).

Геологи и географы уже давно разделили историю Земли на временные промежутки, которые можно посмотреть в геохронологической шкале. Мы видим в ней эоны, эры, периоды, эпохи и века… Путешествовать во времени можно долго, но сегодня мы заглянем в четвертичный период.

Он начался 2,58 млн лет назад и длится до сих пор. Разделен четвертичный период на две эпохи — плейстоцен (2,58 млн л.н. – 11,7 тыс. л.н.) и голоцен. К концу неогена в развитии планеты наложилось друг на друга множество тенденций —начавшееся в юрский период разъединение материков, устойчивое похолодание, снижение уровня моря. Эти процессы протекали несколько миллионов лет и в результате привели к формированию на планете совершенно необычных условий — периодически повторяющимся сменам холодных и тёплых эпох. А ещё в плейстоцене появился человек! Но это уже совсем другая история…

Чем же сопровождались холодные и тёплые эпохи? Существует в палеогеографии теория (учёные — осторожные люди, поэтому редко что-то утверждают с абсолютной уверенностью) — «ледниковая». А ещё учёные — страшные спорщики, поэтому у «ледниковой» теории есть разные ветви — концепция покровных оледенений и концепция морских оледенений, последователи которых дискутируют о происхождении ледниковых отложений — то ли большой ледник принёс валуны, то ли айсберг…

Вернёмся к нашему вопросу и рассмотрим его с позиции концепции покровных оледенений, так как она наиболее широко признана на данном этапе развития науки. Холодные и тёплые эпохи сопровождались развитием и отступанием покровных (материковых) и горных оледенений. Обширные площади суши были покрыты мощными (в первые километры) толщами льда. Если современное оледенение занимает 16–18 млн. км², то в плейстоцене оно достигало 45 млн. км² (30 % суши!).

КОЛЫБЕЛЬ ЛЕДНИКА

В каких условиях зарождается и развивается ледник?

Ледники начинаются в горах или вообще на более возвышенных, чем окружающая местность, участках суши в районах с умеренным и влажным климатом, где может выпадать большое количество твердых осадков и где накапливаются мощные толщи снега и льда. Как это ни странно, ледник боится холода! Холода и сухости. Поэтому вся жизнь покровных оледенений подчинялась (и подчиняется) особому ритму: развивается, когда в умеренном влажном климате последовательно холодает, достигает максимума с наступлением очень холодного и сухого климата, тает и отступает при повышении температуры в сухом климате (ему нечем «питаться»), начинается межледниковье с максимумом в теплом и влажном климате. И цикл повторяется заново.

Четвертичные оледенения: ледниковые периоды, изображение №2

Максимум оледенения — холодные (самый тёплый месяц в центре ледникового покрова составляет –25…–300 °С, на периферии достигает 0 °С) и экстрасухие (до 100 мм осадков в год) периоды. Над ледниками образуются центры зарождения антициклонов, дуют сильные северные и северо-восточные стоковые ветры.

Четвертичные оледенения: ледниковые периоды, изображение №3

На каких материках развивались обширные оледенения?

Оледенения-межледниковья происходили, по-видимому, в обоих полушариях, но наиболее отчётливые следы можно наблюдать в Северном: Северная Америка (до 40° с. ш.), северная Европа (до 50° с. ш.) и запад Северной Азии подвергались значительному влиянию оледенений. Развивались не только покровные, но и горные ледники, которые занимали значительно большие площади, чем сейчас.

Впервые движение ледников и цикличность их развития стали изучаться в Альпах — это самый известный горный центр оледенений. Похожие условия развивались в Пиренеях и на Кавказе. Находят следы более обширных ледниковых покровов в Андах, в Африке, на Новой Гвинее.

Чем глубже мы продвигаемся внутрь континента, тем суше и суровее становится климат, поэтому в Западной Сибири покровное оледенение было развиты слабо, а в Восточной Сибири его и вовсе не было. Но были горно-долинные ледники, а на равнинах начала формироваться многолетняя мерзлота.

В течение плейстоцена ледниковые периоды наступали неоднократно, каждый был по своему уникален: смещались главные центры питания, менялись скорости и направления движения ледников, их мощность, а главное — площадь распространения.

Наиболее хорошо изучены оледенения последних 500 тысяч лет, так как их отложения, а местами даже и формы рельефа, сложенные ими, сохранились до наших дней. Снова для более полного понимания приведем таблицу, в которой сопоставлены близкие по времени оледенения и межледниковья в разных регионах (табл. 2).

Таблица 2. Синхронизация ледниковых эпох (выделены жирным) и межледниковий (курсивом) в Северном полушарии (по В. А. Зубакову, 1978; Н. Г. Судаковой, 2008 (адаптировано автором)
Таблица 2. Синхронизация ледниковых эпох (выделены жирным) и межледниковий (курсивом) в Северном полушарии (по В. А. Зубакову, 1978; Н. Г. Судаковой, 2008 (адаптировано автором)

Наиболее теплой межледниковой эпохой считается лихвинская (по схеме для Русской равнины), ледник с максимальной площадью распространения — днепровский (до 6 млн. км² в Европе, а соответствующее ему иллинойское — 11,5 млн. км² в Северной Америке), а самые суровые и холодные условия были во время последнего, валдайского, оледенения. На распространение ледников особенно активно влиял доледниковый рельеф, например, донское и днепровское оледенения обходили Среднерусскую и Приволжскую возвышенности, разделяясь на «языки».

На картах можно увидеть границы распространения оледенений в разных регионах (рис. 2–4).

А что происходит во внеледниковой зоне?

Перигляциальные (букв. «вокруг ледника») ландшафты (рис.5).

У края ледника образуется пояс шириной в сотни и первые тысячи километров. Полярная пустыня сменялась специфичной зоной тундростепей, а привычные нам ландшафты умеренных широт (тайга, смешанные и широколиственные леса, лесостепи и степи) вытеснялись далеко на юг. Часто полностью исчезали леса, а после тундростепей начинались степи, за ними — пустыни.

Четвертичные оледенения: ледниковые периоды, изображение №7

С юга к перигляциальному поясу примыкал плювиальный (букв. «дождливый») пояс. Климат здесь был похож по температурному режиму на современный умеренный, но со значительно большим количеством осадков.

Тропическое и экваториальное пространство не претерпевало столь революционных природных изменений при смене эпох, разве что менялось положение границ — они смещались к югу. В Северном полушарии в тропическом поясе господствовал сухой и жаркий климат. В условиях почти стабильного экваториального климата без катастрофических изменений протекала эволюция млекопитающих. С этим поясом связана большая научная проблема — происхождение человека.

Что принёс и оставил ледник?

Ледниковые (и не только) отложения и формы рельефа (рис. 6–7)
Ледниковые (и не только) отложения и формы рельефа (рис. 6–7)

Ледник двигался, лед выпахивал, соскребал подстилающие породы, которые становились его частью. Этот процесс называется экзарация — «выпахивание». Валуны раскалывались, мелкие частицы дробились под действием сил трения. Ледник начинал таять и отступать, и всё, что он успел вобрать в себя, оседало на земной поверхности в виде валунных суглинков, которые называются мореной. Морены, т. е. ледниковые отложения, слагают множество ледниковых форм рельефа — камы, озы, друмлины.

Иногда на пути ледника встречались устойчивые скальные породы, тогда он лишь царапал их или сглаживал, полировал, оставляя после себя бараньи лбы, курчавые скалы.

Все эти следы, которые оставляет за собой ледник — формы рельефа, морены и другие отложения и их свойства, помогают учёным найти ответы на разные вопросы: какова была площадь и мощность ледника, скорость его продвижения и отступания, где были области его питания.

К каким последствиям приводило появление и отступание ледников?

Хотя каждая эпоха оледенения была в чем-то уникальна, у них были и общие черты (о некоторых из них мы уже говорили). Перечислим ключевые из них:

— широко развиваются покровные оледенения в высоких и умеренных широтах и горные оледенения в любых широтах;

— в полярных широтах образуются шельфовые ледники, распространяются плавучие льды и айсберги;

— сокращается объем воды в океана, и понижается их уровень; уровень Мирового океана колеблется с амплитудой в 120–150 м;

— в местах, которые не покрыты льдом, развивается многолетняя мерзлота; блокируются или отклоняются течения в Мировом океане — меняется характер циркуляции вод; в значительной степени трансформируются растительные пояса, а вместе с ними меняются ареалы обитания животных.

А что же сейчас и что ждёт нас в будущем?

Оценки и прогнозы

Последнее оледенение отступило примерно 12 тысяч лет назад и началась новая эпоха потепления – голоцен. Можно было бы сказать, что мы живем с вами в межледниковье, но учёные, в частности климатологи, склоняются к тому, что наша эпоха – лишь кратковременное (в геологических масштабах) потепление в большом ледниковом периоде.

В голоцене тоже были свои периоды похолоданий и потеплений (например, Атлантический оптимум 5-7 тысяч лет назад и Малый ледниковый период в XIV-XVIII вв.[1]), однако таких обширных оледенений, как в прошлую эпоху, на материках не развивалось.

Существует общая тенденция к постепенному нарастанию суровости климата – каждое новое оледенение более холодное, чем предыдущее. Холоднее становится в межледниковья. Однако в наши дни на глобальные климатические процессы оказывает большое влияние деятельность человека – преобразование ландшафтов, загрязнение всех географических оболочек. С одной стороны, современные изменения климата — следствие естественного направленного развития природы, с другой стороны, нужно решить задачу о вкладе в этот процесс человека. Развитие природы — многофакторный процесс, и проблемы прогнозирования современной науке сложно решить однозначно. Поэтому климатологи разработали несколько сценариев того, как изменится климат к концу XXI в. Конечно, это тема для отдельной статьи, здесь можно лишь привести отдельные результаты. Например, по «мягкому» сценарию температура на планете к концу столетия вырастет на 10 °С, а по «жесткому» — на 40 °С. Согласно одному из сценариев, к середине XXI века в течение северного лета Арктика будет полностью освобождаться ото льда, а по другому — площадь арктических льдов уменьшится в 2 раза и останется на этом уровне. Для всех сценариев характерно повсеместное, кроме Северной Атлантики, потепление.

А пока климатологи и метеорологи бьются над уточнением математических моделей и прогнозов, у вас есть шанс присоединиться к команде географов любой специальности и внести свой вклад в развитие наших знаний о родной планете.

Список литературы и интернет-источников:

  1. Кислов А. В. Климатология с основами метеорологии.
  2. Кондратьева Т. И. и др. Физическая география материков и океанов. В 2-хтомах. Том 1. Физическая география материков. В 2-х книгах. Книга 2.Северная Америка. Южная Америка. Африка. Австралия и Океания. Антарктида. Учебник. 2014 г.
  3. Кондратьева Т. И. и др. Физическая география материков и океанов. В 2-х томах. Том 1. Физическая география материков. В 2-х книгах. Книга 1. Дифференциация и развитие ландшафтов суши Земли. Европа. Азия. Учебник. 2014 г.
  4. Лефлат О. Н. Палеогеография плейстоцена. Учебное пособие. 2004 г.
  5. Чернов А. В. Историческое землеведение (палеогеография). Учебное пособие.2004 г.
  6. Щукин И. С. Общая геоморфология. Том 1. 1960 г.
  7. http://www.stratigraphy.org/icschart/chronostratchart2017-02.pdf
  8. http://e-finland.ru/rest/all-year/parki-helsinki.html
  9. https://studopedia.ru