Уроки ледниковой эпохи

Уроки ледниковой эпохи

История изучения геологии и палеогеографии четвертичного периода полна драматических событий, споров, ошибок и замечательных открытий. Основной географической особенностью этого периода считается необычайная изменчивость климатов, приводившая к неоднократным великим оледенениям. Или, возможно, правильнее взять за основу великие оледенения, приводящие к неоднократным изменениям климатов почти на всей планете.

…Близ города Лихвина (ныне Чекалин) на берегу реки Оки обнажаются по склону различные слои, на которые впервые обратили внимание исследователи еще в 1781 году. Изучение лих-винского разреза продолжается до сих пор. Здесь выделено шесть основных слоев. Снизу лежат пески с валунами. Некоторые валуны принесены с Кольского полуострова. Они свидетельствуют о холодном времени, когда ледники сползали с северных гор, а потоки талых вод блуждали по всей Русской равнине.

Лежащие выше глинистые слои осаждались преимущественно в теплых озерах: в них сохранились отпечатки пресноводных рыб и листьев бука, а также обильная пыльца растений. Следующий слой глины с линзами песка — наследие древних озер и рек. Еще выше — пылеватые отложения с костями шерстистого носорога и мамонта. Они перекрыты песчано-глинистой мореной, оставленной ледником. А на морене — пески, суглинки и современные почвы.

Подобная слоистая почва говорит о достаточно резкой смене природных условий — от ледяной пустыни или тундры к теплому времени широколиственных лесов, когда среднегодовые температуры были выше нынешних (на +6 °С) и было более влажно. Основа резкое похолодание, наступление ледников, сменившееся последующим потеплением.

Однако нельзя забывать: колебания природных условий длились около двухсот тысяч лет. В слоях обнаруживаются закономерные изменения пыльцевых спектров — от обилия спор тундровой растительности к пыльце хвойных, смешанных и, наконец, широколиственных лесов, после чего изменения идут в обратном порядке. Вряд ли тут можно предполагать какие-нибудь катастрофы. Ни особенности слоев, ни остатки жизни не указывают на это.

Подобные слоистые толщи встречаются повсюду на Русской равнине, в Северной Америке, Западной Европе, Сибири. В начале XX века исследователи Альп А. Пенк и Э. Брикнер пришли к выводу, что имеются следы четырех крупных оледенений. Вдохновленные этой идеей, ученые разных стран стали повсюду искать эти следы. И, конечно же, находили их. Со временем, однако, стали раздаваться скептические замечания в адрес Пенка и Брикнера и их последователей. Одни ученые пришли к выводу, что оледенений было значительно больше (до тринадцати), другие считали, что число оледенений меньше четырех (до одного), а третьи и вовсе отвергали какие-либо великие ледники.

Для обоснования единых общеземных климатических ритмов особый интерес представляют сведения о синхронности оледенений на разных континентах. Измерения содержания радиоактивного углерода в древесине из слоев, соответствующих некоторому потеплению в эпоху последнего оледенения Северного полушария, показали, что возраст этих слоев в Европе 64 000±1100 лет соответствует аналогичному потеплению в Америке: 64 000±2000 лет и 67 000±1000 лет. Очень сходны по возрасту слои, относящиеся к другим интерстадиалам (временам относительного потепления): 45 300±1000 в Европе — 47000±2500 лет и 47 500±2500 лет в Америке; от 25 000 до 29 000 лет в Европе — от 24 600± 1500 до 28 200± 1500 в Америке.

Судя по всему, основные этапы оледенений на разных континентах Северного полушария (возможно, и в Антарктиде тоже) проходили более или менее синхронно. Ничего удивительного: обширные ледяные поля на суше должны были серьезно влиять на глобальную климатическую систему.

Есть даже фантазеры, предполагающие всеобщее оледенение едва ли не всей земной поверхности, включая Мировой океан. Появились активные популяризаторы такой выдумки (назвать ее научной гипотезой нет оснований, ибо она не подтверждена никакими расчетами или хотя бы правдоподобными рассуждениями). Колоссальная теплоемкость океана и огромные потоки лучистой солнечной энергии, льющиеся непрерывно на нашу планету в экваториальной и тропической зонах, не дают никаких шансов для появления здесь покровных ледников. Поэтому о всепланетном оледенении не может быть и речи.

Итак, в геологических масштабах времени периодически происходили, можно сказать, «всемирные катастрофы», всепланетные пульсации климата. Вряд ли случайно совпадает число основных оледенений и межледниковий, выделяемых большинством исследователей четвертичного периода для Западной Европы, Русской равнины и для Северной Америки. Следовательно, можно с большой долей вероятности утверждать, что за последний миллион лет в Северном полушарии прошло по меньшей мере четыре волны похолоданий, разделенные эпохами потепления.

Сейчас мы живем в начале очередного межледниковья, когда покровные ледники сохраняются лишь на крупнейшем острове планеты Гренландии и в Антарктиде.

Этот вывод подтверждают результаты изучения в Атлантическом океане осадков, содержащих окаменелые остатки раковин моллюсков или одноклеточных фораминифер. В них определяют содержание радиоактивного углерода-14, показывающее возраст данного слоя, а также соотношение двух изотопов: кислорода-18 и кислорода-16. Количество этих изотопов в раковинах изменяется в четком соответствии с температурой воды: чем холодней вода, тем активнее живые существа усваивают кислород-18. Понижение температуры воды на один градус увеличивает его содержание на две сотых процента.

Подобные объяснения техники исследований кому-то могут показаться излишними. Мол, сообщите выводы, сошлитесь на данные науки, только и всего. За последние годы так нередко поступают журналисты, охотники за сенсациями. Утверждают, что некие ученые после каких-то исследований выдвинули умопомрачительную гипотезу. А ведь многое зависит именно от методики, благодаря которой были получены те или иные результаты, от степени их достоверности, от чистоты эксперимента и т.д. Задача популяризатора науки не огорошить читателя или слушателя сенсационными сообщениями, а интересно и толково объяснить, какие научные достижения сделаны и каким образом. А вдобавок нелишне высказать сомнения в полученных результатах, если они не укладываются в прокрустово ложе современных представлений. Итак, исследования показали, что температура океана периодически снижалась на 6–8 градусов. Следовательно, климатические колебания находились в определенной гармонии с изменениями температуры океана и действительно соответствовали «всепланетным пульсациям».

Правда, приходится и тут в бочку меда влить некоторую толику дегтя. Во-первых, в Мировом океане известны холодные и теплые течения; полученные данные могут свидетельствовать лишь об изменениях. Во-вторых, во время оледенений континентов заметно уменьшался объем океанических вод: по некоторым расчетам, уровень Мирового океана испытывал колебания с амплитудой до ста метров. Значит, менялась соленость и плотность океанических вод. А эти факторы влияют на изотопные соотношения так же, как и температура.

Тем не менее можно говорить о неплохой согласованности данных, полученных разными способами. Складывается впечатление, что для четвертичного периода характерны пульсы катастроф и крупные, в масштабе сотен тысячелетий (оледенения, межледниковья и перестройки климатических зон), и более мелкие, в масштабе десятков тысячелетий. Из признания этого факта логически вытекает неизбежность крупных колебаний уровня Мирового океана (эвстатические колебания), связанных с перераспределением вод в системе «ледники — океан». Есть все основания говорить о периодических перестройках в связи с оледенениями всей гидросферы планеты, объединяющей водяные пары атмосферы, поверхностные и подземные воды материков, океанический бассейн и совокупность всех ледников.

Остается напомнить: такого рода катастрофы на Земле, по нашим привычным меркам (годы, десятилетия), происходят необычно медленно, практически незаметно. В масштабах миллионолетий — это резкие перестройки, идущие с почти взрывными скоростями. Об этом свидетельствуют быстрые смены отложений, фаун и флор, климатов четвертичного периода, оставшихся в «памяти Земли» слоями горных пород и органических остатков.