Оледенения в истории Земли и ледниковые формы в пределах равнинных территорий. Ледниковые периоды

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

Около двух миллиардов лет отделяют нас от времени, когда впервые появилась на Земле жизнь. Если написать книгу об истории жизни на Земле и на каждые сто лет отвести одну страницу, то, чтобы только перелистать такую книгу, потребовалась бы целая человеческая жизнь. Эта книга содержала бы около 20 млн. страниц и была бы толщиной около двух километров!

Наши сведения по истории Земли добыты трудами многих ученых различных специальностей всего мира. В результате многолетних исследований остатков растений и животных был сделан очень важный вывод: жизнь, однажды возникнув на Земле, в течение многих десятков миллионов лет непрерывно развивалась. Это развитие шло от простейших организмов к сложным, от низших к высшим.

Из очень просто устроенных организмов под влиянием непрерывно изменяющейся внешней физико-географической среды возникали все более и более сложные существа. Длительный и сложный процесс развития жизни привел к возникновению знакомых нам видов растений и животных, в том числе человека.

С появлением человека, начался самый молодой период в истории Земли, продолжающийся и в настоящее время. Он называется четвертичным периодом или антропогеном.

По сравнению не только с возрастом нашей планеты, но даже и со временем начала развития жизни на ней четвертичный период совсем ничтожный отрезок времени - всего 1 млн. лет. Однако в этот относительно короткий промежуток времени совершились такие величественные явления, как образование Балтийского моря, отделение островов Великобритании от Европы и отделение Северной Америки от Азии. В этот же период неоднократно нарушалась и возобновлялась связь между Аральским, Каспийским, Черным и Средиземным морями через Узбой, Маныч и Дарданелльский пролив. Происходили значительные опускания и поднятия громадных участков суши и связанные с ними наступания и отступания морей, то заливавших, то освобождавших громадные территории суши. Особенно велик был размах этих явлений на севере и востоке Азии, где еще в середине четвертичного периода многие полярные острова составляли одно целое с материком, а моря Охотское, Лаптевых и другие были внутренними бассейнами, подобными современному Каспию. В четвертичном периоде окончательно создались высокогорные хребты Кавказа, Алтая, Альп и другие.

Словом, в течение этого времени материки, горы и равнины, моря, реки и озера приняли знакомые нам очертания.

В начале четвертичного периода животный мир еще сильно отличался от современного.

Так, например, на территории СССР широко были распространены слоны, носороги, а в Западной Европе было еще настолько тепло, что там нередко встречались гиппопотамы. Как в Европе, так и в Азии жили страусы, сохранившиеся теперь только в теплых странах - в Африке, Южной Америке и Австралии. На территории Восточной Европы и Азии существовал тогда диковинный зверь, ныне вымерший,- эласмотерий, значительно превосходивший по величине современного носорога. Эласмотерий имел большой рог, но не на носу, как у носорога, а на лбу. Шея его, толщиной более метра, обладала могучими мышцами, которые управляли движениями огромной головы. Излюбленными местами обитания этого животного были заливные луга, старицы и пойменные озера, где эласмотерий находил для себя достаточно сочной растительной пищи.

Немало было на Земле в то время и других теперь уже исчезнувших животных. Так, в Африке еще встречались предки лошади - гиппарионы, с тремя пальцами, снабженными копытами. На гиппарионов там даже охотился первобытный человек. Существовали в то время саблезубые кошки с короткими хвостами и огромными кинжалообразными клыками; жили мастодонты - предки слонов и многие другие животные.

Климат на Земле был более теплым по сравнению с современным. Это сказывалось как на фауне, так и на растительности. Даже в Восточной Европе широко были распространены граб, бук, лещина.

Большим разнообразием, особенно в Южной Азии и Африке, отличались тогда человекообразные обезьяны. Так, например, в Южном Китае и на о-ве Яве жили очень крупные мегантропы и гигантопитеки, весившие около 500 кГ. Наряду с ними там же были найдены и остатки тех обезьян, которые были предками человека.

Проходили тысячелетия. Климат становился все более и более прохладным. И вот около 200 тыс. лет назад в горах Европы, Азии, Америки заблестели ледники, которые начали сползать на равнины. На месте современной Норвегии появилась ледяная шапка, постепенно расширявшаяся в стороны. Наступающие льды покрывали все новые и новые территории, оттесняя обитавших там животных и растения к югу. Ледяная пустыня возникла на громадных пространствах Европы, Азии и Северной Америки. Местами толщина ледяного покрова достигала 2 км. Наступила эпоха великого оледенения Земли. Огромный ледник то несколько сокращался, то снова продвигался на юг. Довольно долго он задержался на той широте, где теперь расположены города Ярославль, Кострома, Калинин.

Карта великого оледенения Земли (нажмите для увеличения)

На западе этот ледник покрывал Британские острова, сливаясь с местными горными ледниками. В период своего наибольшего развития он спускался южнее широты Лондона Берлина и Киева.

В своем продвижении к югу на территории Восточно-Европейской равнины ледник встретил препятствие в виде Средне-Русской возвышенности, которая разделила этот ледяной покров на два гигантских языка: Днепровский и Донской. Первый двинулся по долине Днепра и заполнил Украинскую впадину, но в своем движении был остановлен Азово-Подольскими высотами на широте Днепропетровска, второй - Донской - занял обширную территорию Тамбовско-Воронежской низменности, но не мог подняться на юго-восточные отроги Средне-Русской возвышенности и остановился примерно у 50° с. ш.

На северо-востоке этот огромный ледник покрыл Тиманский кряж и слился с другим огромным ледником, наступавшим с Новой Земли и Полярного Урала.

В Испании, Италии, Франции и в других местах ледники с гор сползали далеко в низины. В Альпах, например, спустившись с гор, ледники образовали сплошной покров. Значительному оледенению подверглась также в территория Азии. С восточных склонов Урала и Новой Земли с Алтая и Саян начали сползать ледники в низины. Навстречу им медленно, двигались ледники с правобережных высот Енисея и, может быть, с Таймыра. Сливаясь вместе эти гигантские ледники покрыли всю северную и центральную части Западно-Сибирской равнины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Климатические изменения наиболее ярко выражались в периодически наступавших ледниковых периодах, которые оказывали существенное влияние на преобразование поверхности суши, находящейся под телом ледника, водные объекты и биологические объекты, оказывающиеся в зоне влияния ледника.

По последним научным данным, продолжительность ледниковых эр на Земле составляет не менее трети всего времени ее эволюции за последние 2,5 млрд. лет. А если учесть длительные начальные фазы зарождения оледенения и его постепенной деградации, то эпохи оледенения займут почти столько же времени, сколько и теплые, безледниковые, условия. Последний из ледниковых периодов начался почти миллион лет назад, в четвертичное время, и ознаменовался обширным распространением ледников - Великим оледенением Земли. Под мощными покровами льда оказались северная часть Северо-Американского континента, значительная часть Европы, а возможно, также и Сибирь. В Южном полушарии подо льдом, как и сейчас, находился весь Антарктический материк.

Основными причинами оледенений являются:

космические;

астрономические;

географические.

Космические группы причин:

изменение количества тепла на Земле в связи с прохождением Солнечной системы 1 раз/186 млн. лет через холодные зоны Галактики;

изменение количества тепла, получаемого Землей, в связи с уменьшением солнечной активности.

Астрономические группы причин:

изменение положения полюсов;

наклон земной оси к плоскости эклиптики;

изменение эксцентриситета орбиты Земли.

Геолого-географические группы причин:

изменение климата и количества углекислоты в атмосфере (увеличение углекислоты – потепление; уменьшение – похолодание);

изменение направлений океанических и воздушных течений;

интенсивный процесс горообразования.

К условиям проявления оледенения на Земле относятся:

выпадение снега в виде осадков в условиях низких температур с его накоплением как материала для наращивания ледника;

отрицательные температуры в районах, где отсутствуют оледенения;

периоды интенсивного вулканизма из-за огромного количества пепла, выбрасываемого вулканами, что приводит к резкому уменьшению поступления тепла (солнечных лучей) на земную поверхность и вызывает глобальные уменьшения температур на 1,5-2ºС.

Самое древнее оледенение – протерозой (2300-2000 млн. лет назад) на территории Южной Африки, Северной Америки, Западной Австралии. В Канаде отложилось 12 км осадочных пород, в которых выделяются три мощные толщи ледникового происхождения.

Установленные древние оледенения (рис. 23):

на границе кембрия-протерозоя (около 600 млн. лет назад);

поздний ордовик (около 400 млн. лет назад);

пермский и каменноугольный периоды (около 300 млн. лет назад).

Продолжительность ледниковых периодов десятки – сотни тысяч лет.

Рис. 23. Геохронологическая шкала геологических эпох и древних оледенений

В период максимального распространения четвертичного оледенения ледники покрывали свыше 40 млн. км 2 - около четверти всей поверхности материков. Крупнейшим в Северном полушарии был Североамериканский ледниковый щит, достигавший в толщину 3,5 км. Под ледниковым покровом толщиной до 2,5 км оказалась вся северная Европа. Достигнув наибольшего развития 250 тыс. лет назад, четвертичные ледники Северного полушария стали постепенно сокращаться.

До неогенового периода на всей Земле – ровный теплый климат – в районе островов Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа (по палеоботаническим находкам субтропических растений) в это время были субтропики.

Причины похолодания климата:

образование горных хребтов (Кордильеры, Анды), изолировавших район Арктики от теплых течений и ветров (поднятие гор на 1 км – похолодание на 6ºС);

создание в районе Арктики холодного микроклимата;

прекращение поступления тепла в район Арктики из теплых экваториальных областей.

К концу неогенового периода Северная и Южная Америки соединились, что создало препятствия для свободного перетока океанских вод, вследствие чего:

экваториальные воды повернули течение на север;

теплые воды Гольфстрима, резко охлаждаясь в северных водах, создали паровой эффект;

резко возросло выпадение большого количества осадков в виде дождя и снега;

понижение температуры на 5-6ºС привело к оледенению огромных территорий (Северная Америка, Европа);

начался новый период оледенения продолжительностью около 300 тыс. лет (периодичность ледников-межледниковых периодов с конца неогена по антропоген (4 оледенения) - 100 тыс. лет).

Оледенение не было непрерывным на протяжении всего четвертичного периода. Существуют геологические, палеоботанические и другие доказательства того, что за это время ледники по крайней мере трижды совершенно исчезали, сменяясь эпохами межледниковья, когда климат был теплее современного. Однако на смену этим теплым эпохам приходили похолодания, и ледники распространялись вновь. В настоящее время Земля находится в конце четвертой эпохи четвертичного оледенения, и, по геологическим прогнозам, наши потомки через несколько сотен-тысяч лет вновь окажутся в условиях ледникового периода, а не потепления.

По другому пути развивалось четвертичное оледенение Антарктиды. Оно возникло за много миллионов лет до того времени, как появились ледники в Северной Америке и Европе. Помимо климатических условий этому способствовал издавна существовавший здесь высокий материк. 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.

Кульминация последней ледниковой эпохи на Земле была 21-17 тыс. лет назад (рис. 24), когда объем льда возрастал приблизительно до 100 млн. км 3 . В Антарктике оледенение в это время захватывало весь континентальный шельф. Объем льда в ледниковом покрове, по-видимому, достигал 40 млн. км 3 , то есть был примерно на 40% больше его современного объема. Граница паковых льдов сдвигалась к северу приблизительно на 10°. В Северном полушарии 20 тыс. лет назад сформировался гигантский Панарктический древнеледниковый покров, объединявший Евразийский, Гренландский, Лаврентийский и ряд более мелких щитов, а также обширные плавучие шельфовые ледники. Общий объем щита превышал 50 млн. км 3 , а уровень Мирового океана понижался не менее чем на 125м.

Деградация Панарктического покрова началась 17 тыс. лет назад с разрушения входивших в его состав шельфовых ледников. После этого «морские» части Евразийского и Североамериканского ледниковых покровов, потерявшие устойчивость, стали катастрофически разрушаться. Распад оледенения произошел всего за несколько тысяч лет (рис. 25).

От края ледниковых покровов в то время текли огромные массы воды, возникали гигантские подпрудные озера, а их прорывы были во много раз больше современных. В природе господствовали стихийные процессы, неизмеримо более активные, чем сейчас. Это привело к значительному обновлению природной среды, частичной смене животного и растительного мира, началу господства на Земле человека.

Последнее отступание ледников, начавшееся свыше 14 тыс. лет назад, осталось на памяти людей. По-видимому, именно процесс таяния ледников и подъема уровня воды в океане с обширным затоплением территорий описан в Библии как всемирный потоп.

12 тыс. лет назад наступил голоцен - современная геологическая эпоха. Температура воздуха в умеренных широтах повысилась на 6° по сравнению с холодным поздним плейстоценом. Оледенение приняло современные размеры.

В историческую эпоху - примерно за 3 тыс. лет - наступания ледников происходили в отдельные столетия с пониженной температурой воздуха и увеличенной увлажненностью и получили название малые ледниковые периоды. Такие же условия складывались в последние века прошлой эры и в середине прошлого тысячелетия. Около 2,5 тыс. лет назад началось значительное похолодание климата. Арктические острова покрылись ледниками, в странах Средиземноморья и Причерноморья на грани новой эры 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. На эту эпоху приходится крупное наступание кавказских ледников.

Совсем другим был климат на рубеже I и II тысячелетий новой эры. Более теплые условия и отсутствие льдов в северных морях позволили мореплавателям Северной Европы проникнуть далеко на север. С 870 года началась колонизация Исландии, где ледников в то время было меньше, чем теперь.

В X веке норманны, ведомые Эйриком Рыжим, обнаружили южную оконечность огромного острова, берега которого заросли густой травой и высоким кустарником, они основали здесь первую европейскую колонию, а землю эту назвали Гренландией, или «зеленой землей» (что сейчас ни в коей мере не скажешь о суровых землях современной Гренландии).

К концу I тысячелетия сильно отступили и горные ледники в Альпах, на Кавказе, в Скандинавии и Исландии.

Климат начал снова серьезно меняться в XIV веке. В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось все более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Возросла ледовитость северных морей, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычным путем заканчивались неудачей.

С конца XV века началось наступание ледников во многих горных странах и полярных районах. После сравнительно теплого XVI века наступили суровые столетия, 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 по берегам замерзало Адриатическое море.

В
о второй половине XIX века завершился малый ледниковый период и началась сравнительно теплая эпоха, продолжающаяся и поныне.

Рис. 24. Границы последнего оледенения

Рис. 25. Схема образования и таяния ледника (по профилю Северный Ледовитый океан – Кольский полуостров – Русская платформа)

Существует несколько гипотез о причинах возникновения оледенений. Факторы, положенные в основу этих гипотез, можно подразделить на астрономические и геологические. К астрономическим факторам, вызывающим похолодание на земле, относятся:

1. Изменение наклона земной оси
2. Отклонение Земли от ее орбиты в сторону удаления от Солнца
3. Неравномерное тепловое излучение Солнца.

К геологическим факторам относят процессы горообразная, вулканическую деятельность, перемещение материков.
Каждая из гипотез имеет свои недостатки. Так гипотеза, связывающая оледенение с эпохами горообразования, не объясняет отсутствие оледенения в мезозое, хотя в эту эр горообразовательные процессы были достаточно активны.
Активизация вулканической деятельности, по мнению одних ученых, приводит к потеплению климата на земле, по мнению других к похолоданию. Согласно гипотезе перемещения материков огромные участки суши на протяжении истории развития земной коры периодически переходили из области теплого климата в области холодного климата, и наоборот.

За время геологической истории планеты, насчитывающей более 4 млрд. лет, Земля испытала несколько периодов оледенения. Древнейшее Гуронское оледенение имеет возраст 4,1 - 2,5 млрд. лет, Гнейсесское - 900 - 950 млн. лет. Далее ледниковые периоды повторялись довольно регулярно: Стертское - 810 - 710, Варангское - 680 - 570, Ордовикское - 410 - 450 млн. лет назад. Предпоследний ледниковый период на Земле был 340 - 240 млн. лет назад и назывался Гондванским. Сейчас на Земле очередной ледниковый период, называемый Кайнозойским, который начался 30 - 40 млн. лет назад с появления антарктического ледникового покрова. Человек появился и живет в ледниковом периоде. В последние несколько миллионов лет оледенение Земли то разрастается, и тогда значительные территории в Европе, Северной Америке и частич но в Азии оказываются заняты покровными ледниками, то сокращается до тех размеров, которые существуют сегодня. Для последнего миллиона лет выявлено 9 таких циклов. Обычно период разрастания и существования ледниковых покровов в Северном полушарии примерно в 10 раз продолжительнее, чем период разрушения и отступания. Периоды отступания ледников называют межледниковьем. Сейчас мы живем в период очередного межледниковья, которое называется голоцен.

Центральная проблема криологии Земли - выявление и изучение общих закономерностей оледенения нашей планеты. Криосфера Земли испытывает как непрерывные сезонно-периодические колебания, так и многовековые изменения.

В настоящее время Земля прошла ледниковую эпоху и находится в межледниковом периоде. Но что будет дальше? Каков прогноз процесса оледенения Земли? Не может ли в ближайшее время начаться новое наступление ледников?

Ответы на эти вопросы волнуют не только ученых. Оледенение Земли-гигантский планетарный процесс, который небезразличен для всего человечества. Чтобы найти ответ на эти вопросы, нужно проникнуть в тайны оледенения, раскрыть закономерности развития ледниковых эпох, установить основные причины их возникновения.
Решению этих проблем были посвящены труды многих выдающихся ученых. Но сложность вопросов так велика, что, по мнению известного климатолога М. Шварцбаха, проникнуть в тайну оледенения практически невозможно.

Существует множество теорий и гипотез, которые пытаются раскрыть эту тайну. Не вдаваясь в подробности всех теорий и гипотез, можно объединить их в три основные группы.
Планетарные - где главной причиной наступления ледниковых периодов считаются существенные изменения, происходящие на планете: смещение полюсов, движение материков, процессы горообразования, которые сопровождаются изменением циркуляции воздушных и океанических течений и возникновением ледников, загрязнение атмосферы продуктами вулканической деятельности, изменение концентрации углекислоты и озона в атмосфере.

К планетарным гипотезам примыкают и астрономические гипотезы, объясняющие оледенение планеты изменением орбиты Земли, изменением угла наклона оси ее вращения, расстояния от Солнца и др.

Солнечные - гипотезы и теории, объясняющие возникновение эпох оледенения ритмичностью энергетических процессов, происходящих в недрах Солнца. В результате этих процессов происходят периодические изменения в количестве солнечной энергии, поступающей на Землю. Продолжительность этих периодов составляет несколько сот миллионов лет, что согласуется с периодичностью ледниковых эпох.

В первом приближении объясняется и ритмичность процессов наступления и отступления ледников внутри каждой ледниковой эпохи.

Космические гипотезы и теории. Согласно им, существуют космические факторы, которые позволяют объяснить цикличность изменения климата и наступления ледниковых эпох на Земле. К числу таких причин могут быть отнесены потоки лучистой энергии или потоки частиц, вызывающие изменение энергетических процессов как внутри Солнца, так и внутри Земли, облака космической пыли, частично поглощающие энергию Солнца, а также неизвестные еще нам факторы. Представляет, например, большой интерес гипотеза о возможности взаимодействия потока нейтрино с веществом земных недр. Заслуживает пристального внимания совпадение периода чередования ледниковых эпох (около 250 млн. лет) с периодом обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики (220-230 млн. лет). Еще более поразительна близость (учитывая невысокую точность определения таких величин) этого периода с периодичностью (около 300 млн. лет) волн сгущения материи в рукавах нашей Галактики, которые возникают в результате выброса гигантских, вращающихся с огромной скоростью масс вещества из центра Галактики. Кстати, последняя волна этого ударного возмущения, прошедшая 60 млн. лет назад, удивительно совпадает с геологическим временем исчезновения гигантских пресмыкающихся рептилий в конце мелового периода мезозойской эры.

Думается, что понять и изучить динамику климата и возникновения ледниковых эпох возможно только на основе синтеза космических, солнечных и планетарных факторов.
Несколько слов, о прогнозе термической судьбы Земли, а точнее, о вероятностном ходе тепловых процессов в астрофизических масштабах времени.
К проблеме прогнозирования естественного хода оледенения нашей планеты тесно примыкает проблема искусственного изменения климата планеты. Перед учеными, занимающимися криологией, стоит задача - установить порог роста производства энергии на Земле, за которым могут наступить весьма нежелательные для человечества изменения физико-географической оболочки (затопление суши при таянии антарктических и других ледников, чрезмерное повышение температуры воздуха и протаивание мерзлых толщ Земли).

От чего же зависит понижение средней температуры Земли?

Высказывались предположения, что причина заключается в изменении количества тепла, получаемого от Солнца. Выше говорилось об 11-летней периодичности солнечного излучения. Возможно, существуют и более длительные периоды. В этом случае похолодания могут быть связаны с минимумами солнечного излучения. Повышенно или понижение температуры на Земле происходит и при неизменном количестве энергии, поступающей от Солнца, а также определяется составом атмосферы.
В 1909 г. С. Аррениус впервые подчеркнул огромную роль углекислого газа как регулятора температуры приповерхностных слоев воздуха. Углекислота свободно пропускает солнечные лучи к земной поверхности, но поглощает большую часть теплового излучения Земли. Она является колоссальным экраном, препятствующим охлаждению нашей планеты. Сейчас содержание в атмосфере углекислого газа не превышает 0,03%. Если эта цифра уменьшится вдвое, то средние годовые температуры в умеренных поясах снизятся на 4-5° С, что может привести к началу ледникового периода.

Изучение современной и древней вулканической деятельности позволило вулканологу И.В. Мелекесцеву связать похолодание и вызывающее его оледенение с увеличением интенсивности вулканизма. Хорошо известно, что вулканизм заметно влияет на земную атмосферу, изменяя ее газовый состав, температуру, а также загрязняя ее мелкораздробленным материалом вулканического пепла. Огромные массы пепла, измеряемые миллиардами тонн, выбрасываются вулканами в верхние слои атмосферы, а затем разносятся струйными течениями по всему земному шару. Через несколько суток после извержения в 1956 г. вулкана Безымянного его пепел был обнаружен в верхних слоях тропосферы над Лондоном. Пепловый материал, выброшенный во время извержения в 1963 г. вулкана Агунг на острове Бали (Индонезия), был найден на высоте около 20 км над Северной Америкой и Австралией. Загрязнение атмосферы вулканическим пеплом вызывает значительное уменьшение ее прозрачности и, следовательно, ослабление солнечной радиации на 10- 20% против нормы. Кроме того, частицы пепла служат ядрами конденсации, способствуя большому развитию облачности. Повышение облачности в свою очередь заметно уменьшает количество солнечной радиации. По расчетам Брукса, увеличение облачности с 50 (характерно для настоящего времени) до 60% привело бы к понижению среднегодовой температуры на земном шаре на 2° С.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области

Международный университет природы, общества и человека «Дубна»

Факультет естественных и инженерных наук

Кафедра экологии и наук о Земле

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине

Геология

Научный руководитель:

к. г.-м.н., доцент Анисимова О.В.

Дубна, 2011

Введение

1. Ледниковая эпоха

1.1 Ледниковые эры в истории Земли

1.2 Протерозойская ледниковая эра

1.3 Палеозойская ледниковая эра

1.4 Кайнозойская ледниковая эра

1.5 Третичный период

1.6 Четвертичный период

2. Последняя ледниковая эпоха

2.2 Флора и фауна

2.3Реки и озёра

2.4Западносибирское озеро

2.5Мировой океан

2.6 Великий ледник

3. Четвертичные оледенения на европейской части России

4. Причины ледниковых эпох

Заключение

Список литературы

Введение

Цель:

Изучить основные ледниковые эпохи в истории Земли и их роль в формировании современного ландшафта.

Актуальность:

Актуальность и значимость данной темы определяется тем, что ледниковые эпохи не так хорошо изучены для полного подтверждения о существовании на нашей Земле.

Задачи:

– провести литературный обзор;

– установить основные ледниковые эпохи;

– получение подробных данных о последних четвертичных оледенениях;

Установить основные причины оледенений в истории Земли.

В настоящее время получено еще мало данных, которые подтверждают распространение на нашей планете в древние эпохи толщ мерзлых пород. Доказательством служат в основном обнаружение древних материковых оледенений по моренным их отложениям и установление явлений механического отрыва пород ложа ледника, переноса и обработки обломочного материала и отложения его после таяния льда. Уплотненные и сцементированные древние морены, плотность которых близка к породам типа песчаников, названы тиллитами. Обнаружение таких образований разного возраста в различных районах земного шара однозначно указывает на неоднократное возникновение, существование и исчезновение ледниковых покровов, а, следовательно, и мерзлых толщ. Развитие ледниковых покровов и мерзлых толщ может происходить асинхронно, т.е. максимальное развитие по площади оледенений и криолитозоны может не совпадать по фазе. Однако в любом случае при этом наличие крупных ледниковых покровов свидетельствует о существовании и развитии мерзлых толщ, которые по площади должны занимать значительно большие территории, чем сами ледниковые покровы.

По Н.М. Чумакову, а также В.Б. Харланду и М.Дж. Хэмбри, интервалы времени, в течение которых формировались ледниковые отложения, именуются ледниковыми эрами (длительностью первые сотни миллионов лет), ледниковыми периодами (миллионы – первые десятки миллионов лет), ледниковыми эпохами (первые миллионы лет). В истории Земли можно выделить следующие ледниковые эры: раннепротерозойскую, позднепротерозойскую, палеозойскую и кайнозойскую.

1. Ледниковая эпоха

Существуют ли ледниковые эпохи? Конечно, да. Доказательства этого неполны, но они вполне определены, и некоторые из этих свидетельств распространяются на большие площади. Доказательства существования пермской ледниковой эпохи присутствуют на нескольких континентах, и кроме того, на континентах обнаружены следы ледников, относящиеся к другим эпохам палеозойской эры вплоть до ее начала, раннекембрийского времени. Даже в гораздо более древних породах, образовавшихся до начала фанерозоя, мы находим следы, оставленные ледниками, и ледниковые отложения. Возраст некоторых из этих следов составляет более двух миллиардов лет, то есть, возможно, составляет половину возраста Земли как планеты .

Ледниковая эпоха оледенений (гляциалов) - отрезок времени геологической истории Земли, характеризующийся сильным похолоданием климата и развитием обширных материковых льдов не только в полярных, но и в умеренных широтах.

Особенности:

·Для неё характерны длительное, непрерывное и сильное похолодание климата, разрастание покровных ледников в полярных и умеренных широтах.

·Ледниковые эпохи сопровождаются понижением уровня Мирового океана на 100 м и более, за счет того, что вода накапливается в виде ледниковых покровов на суше.

·Во время ледниковых эпох расширяются области, занятые многолетнемерзлыми породами, сдвигаются в сторону экватора почвенные и растительные зоны.

Установлено, что за последние 800 тыс. лет было восемь ледниковых эпох, каждая из которых продолжалась от 70 до 90 тыс. лет.

Рис.1 Ледниковая эпоха

1.1 Ледниковые эры в истории Земли

Периоды похолодания климата, сопровождающиеся формированием континентальных ледниковых покровов, являются повторяющимися событиями в истории Земли. Интервалы холодного климата, в течение которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения длительностью в сотни миллионов лет, именуются ледниковыми эрами; в ледниковых эрах выделяются ледниковые периоды длительностью в десятки миллионов лет, которые, в свою очередь, состоят из ледниковых эпох - оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).

Геологические исследования доказали, что на Земле существовал периодический процесс изменения климата, охватывавший время от позднего протерозоя до настоящего времени.

Это относительно длительные ледниковые эры, длившиеся на протяжении почти половинной истории Земли. В истории Земли выделяются следующие ледниковые эры:

Раннепротерозойская - 2,5-2 млрд. лет назад

Позднепротерозойская - 900-630 млн. лет назад

Палеозойская - 460-230 млн. лет назад

Кайнозойская - 30 млн. лет назад - настоящее время

Рассмотрим более подробнее каждую из них.

1.2 Протерозойская ледниковая эра

Протерозой – от греч. слова протерос – первичный, зоэ – жизнь. Протерозойская эра – геологический период в истории Земли, включающий историю образования горных пород различного происхождения от 2,6 до 1,6 млрд. лет. Период в истории Земли, который характеризовался развитием простейших форм жизни одноклеточных живых организмов от прокариотов к эукариотам, которые позже в результате так называемого эдиакарского «взрыва» эволюционировали в многоклеточные организмы.

Раннепротерозойская ледниковая эра

Это самое древнее, зафиксированное в геологической истории, оледенение проявилось в конце протерозоя на границе с вендом и согласно гипотезе Snowball Earth ледник покрывал большую часть континентов на экваториальных широтах. На самом деле это было не одно, а череда оледенений и межледниковых периодов. Поскольку считается, что распространению оледенения ничто не может препятствовать из-за роста альбедо (отражение солнечного излучения от белой поверхности ледников), то, как полагают, причиной последующего потепления может служить, например, увеличение в атмосфере количества парниковых газов за счет, повышения вулканической активности, сопровождающейся, как известно выбросами огромного количества газов.

Позднепротерозойская ледниковая эра

Выделена под названием лапландского оледенения на уровне вендских ледниковых отложений 670-630 млн. лет назад. Эти отложения обнаружены в Европе, Азии, Западной Африке, Гренландии и Австралии. Палеоклиматическая реконструкция ледниковых образований этого времени предполагает, что Европейский и Африканский ледовые континенты того времени представляли собой единый ледниковый щит.

Рис.2 Венд. Улытау во время ледникового периода Сноубол

1.3 Палеозойская ледниковая эра

Палеозой – от слова палеос – древний, зоэ – жизнь. Палеозойская эра. Геологическое время в истории Земли охватывающее 320-325 млн. лет. С возрастом ледниковых отложений 460 – 230 млн. лет включает позднеордовикский – раннесилурийский (460-420 млн. лет), позднедевонский (370-355 млн. лет) и каменноугольно-пермский ледниковый периоды (275 – 230млн. лет). Межледниковье этих периодов характеризуется теплым климатом, который способствовал бурному развитию растительности. В местах их распространения позже сформировались крупные и уникальные угольные бассейны и горизонты нефтяных и газовых месторождений.

·Позднеордовикский – раннесилурийский ледниковый период.

Ледниковые отложения этого времени, называемого сахарскими (по названию современной Сахары). Были распространены на территории современной Африки, Южной Америки, восточной части Северной Америки и Западной Европы. Этот период характеризуется образованием ледникового щита на большей части северной, северо-западной и западной Африки, включая Аравийский полуостров. Палеоклиматические реконструкции предполагают, что толщина сахарского ледового щита достигала не менее 3 км и по площади сродни современному леднику Антарктиды.

·Позднедевонский ледниковый период

Ледниковые отложения этого периода обнаружены на территории современной Бразилии. Ледниковая область простиралась от современного устья р. Амазонки к восточному побережью Бразилии, захватывая район Нигера в Африке. В Африке в Северном Нигере залегают тиллиты (ледниковые отложения), которые сопоставимы с бразильскими. В целом ледниковые области протягивались от границы Перу с Бразилией к северному Нигеру, диаметр района более 5000 км. Южный полюс в позднем девоне, по реконструкции П. Мореля и Э. Ирвинга, находился в центре Гондваны в Центральной Африке. Ледниковые бассейны расположены на приокеанической окраине палеоконтинента в основном в высоких широтах (не севернее 65-й параллели). Судя по тогдашнему высокоширотному континентальному положению Африки, можно предположить возможное повсеместное развитие мерзлых пород на этом континенте и, кроме того, на северо-западе Южной Америки.

·Каменноугольно-пермский ледниковый период

Свое распространение получил на территории современной Европы, Азии. В течение карбона происходило постепенное похолодание климата, достигшее кульминации около 300 млн. лет назад. Этому способствовало сосредоточение большей части континентов в южном полушарии и образование суперконтинента Гондвана, формирование крупных горных цепей и изменение океанических течений. В карбоне – перми на большей части Гондваны существовали ледниковые и перигляциальные условия.

Центр континентального ледникового покрова Центральной Африки располагался около Замбези, откуда лед тек радиально в несколько африканских бассейнов и распространялся на Мадагаскар, Южную Африку и частично в Южную Америку. При радиусе ледникового покрова примерно 1750 км, по расчетам, толщина льда могла быть до 4 – 4,5 км. В южном полушарии в конце карбона–ранней перми произошло общее воздымание Гондваны и покровное оледенение распространилось на большую часть этого суперконтинента. Каменно - угольно-пермский ледниковый период длился по крайней мере 100 млн. лет, однако не было единой большой ледниковой шапки. Пик ледникового периода, когда ледниковые покровы распространялись далеко к северу (до 30° – 35°ю.ш.), длился около 40 млн. лет (между 310 – 270 млн. лет назад). По расчетам, области оледенения Гондваны занимали площадь не менее 35 млн. км 2 (возможно, и 50 млн. км 2), что в 2 – 3 раза превышает площадь современной Антарктиды. Ледниковые покровы достигали 30° – 35°ю.ш. Основным центром оледенения являлся район Охотского моря, который, по-видимому, находился около Северного полюса.

Рис.3 Палеозойская ледниковая эра

1.4 Кайнозойская ледниковая эра

Кайнозойская ледниковая эра (30 млн. лет назад - настоящее время) - недавно начавшаяся ледниковая эра.

Настоящее время - голоцен, начавшийся ≈ 10000 лет назад, характеризуется как относительно тёплый промежуток после плейстоценового ледникового периода, часто квалифицируемый как межледниковье. Ледниковые щиты существуют в высоких широтах северного (Гренландия) и южного (Антарктида) полушарий; при этом в северном полушарии покровное оледенение Гренландии простирается на юг до 60° северной широты (т. е., до широты Санкт-Петербурга), фрагментов морского ледового покрова - до 46-43° северной широты (т. е. до широты Крыма), а вечной мерзлоты до 52-47° северной широты. В южном полушарии континентальная часть Антарктиды покрыта ледниковым щитом мощностью 2500-2800 м (до 4800 м в некоторых районах Восточной Антарктиды), при этом шельфовые ледники составляют ≈10 % от площади континента, возвышающейся над уровнем моря. В кайнозойской ледниковой эре наиболее сильным является плейстоценовый ледниковый период: понижение температуры привело к оледенению Северного Ледовитого океана и северных областей Атлантики и Тихого океана, при этом граница оледенения проходила на 1500-1700 км южнее современной.

Геологи подразделяют кайнозой на два периода: третичный (65 - 2 млн. лет назад) и четвертичный (2 млн. лет назад - наше время), которые в свою очередь разбиваются на эпохи. Из них первый гораздо продолжительней второго, зато второй - четвертичный - имеет ряд уникальных черт; это время ледниковых периодов и окончательного формирования современного лика Земли.

Рис. 4 Кайнозойская ледниковая эра. Ледниковый период. Климатическая кривая за последние 65 млн. лет.

34 млн. лет назад - зарождение Антарктического ледникового покрова

25 млн. лет назад - его сокращение

13 млн. лет назад - его повторное разрастание

Около 3 млн. лет назад - начало плейстоценового ледникового периода, многократное появление и исчезновение ледниковых покровов в северных областях Земли

1.5 Третичный период

Третичный период состоит из эпох:

·Палеоцен

·Олигоцен

·Плиоцен

Палеоценовая эпоха (от 65 до 55 млн. лет назад)

География и климат: Палеоцен ознаменовал собой начало кайнозойской эры. В то время материки все еще находились в движении, поскольку "великий южный материк" Гондвана продолжал раскалываться на части. Южная Америка оказалась теперь полностью отрезанной от остального мира и превратилась в своего рода плавучий "ковчег" с уникальной фауной ранних млекопитающих. Африка, Индия и Австралия еще дальше отодвинулись друг от друга. На протяжении всего палеоцена Австралия располагалась вблизи Антарктиды. Уровень моря понизился, и во многих районах земного шара возникли новые участки суш.

Животный мир: На суше начинался век млекопитающих. Появились грызуны и насекомоядные. Были среди них и крупные животные, как хищные, так и травоядные. В морях на смену морским рептилиям пришли новые виды хищных костных рыб и акул. Возникли новые разновидности двустворчатых моллюсков и фораминифер.

Растительный мир: Продолжали распространяться все новые виды цветковых растений и опылявших их насекомых.

Эоценовая эпоха (от 55 до 38 млн. лет назад)

География и климат: В эоцене основные массивы суши начали понемногу принимать положение, близкое к тому, которое они занимают в наши дни. Значительная часть суши была по-прежнему разделена на своего рода гигантские острова, поскольку огромные материки продолжали удаляться друг от друга. Южная Америка утратила связь с Антарктидой, а Индия переместилась ближе к Азии. В начале эоцена Антарктида и Австралия все еще располагались рядом, но в дальнейшем начали расходиться. Северная Америка и Европа также разделились, при этом возникли новые горные цепи. Море затопило часть суши. Климат повсеместно был теплым либо умеренным. Большую часть покрывала буйная тропическая растительность, а обширные районы поросли густыми заболоченными лесами.

Животный мир: На суше появились летучие мыши, лемуры, долгопята; предки нынешних слонов, лошадей, коров, свиней, тапиров, носорогов и оленей; прочие крупные травоядные. Другие млекопитающие, типа китов и сирен, вернулись в водную среду. Увеличилось число видов пресноводных костных рыб. Эволюционировали и другие группы животных, в том числе муравьи и пчелы, скворцы и пингвины, гигантские нелетающие птицы, кроты, верблюды, кролики и полевки, кошки, собаки и медведи.

Растительный мир: Во многих частях света произрастали леса с пышной растительностью, в умеренных широтах росли пальмы.

Олигоценовая эпоха (от 38 до 25 млн. лет назад)

География и климат: В олигоценовую эпоху Индия пересекла экватор, а Австралия наконец-то отделилась от Антарктиды. Климат на Земле стал прохладнее, над Южным полюсом сформировался громадный ледниковый покров. Для образования столь большого количества льда потребовалось не менее значительные объемы морской воды. Это привело к понижению уровня моря по всей планете и расширению территории, занятой сушей. Повсеместное похолодание вызвало исчезновение буйных тропических лесов эоцена во многих районах земного шара. Их место заняли леса, предпочитавшие более умеренный (прохладный) климат, а также необъятные степи, раскинувшиеся на всех материках.

Животный мир: С распространением степей начался бурный расцвет травоядных млекопитающих. Среди них возникли новые виды кроликов, зайцев, гигантских ленивцев, носорогов и прочих копытных. Появились первые жвачные.

Растительный мир: Тропические леса уменьшились в размерах и начали уступать место лесам умеренного пояса, появились и обширные степи. Быстро распространялись новые травы, развивались новые виды травоядных животных.

Миоценовая эпоха (от 25 до 5 млн. лет назад)

География и климат: На протяжении миоцена материки все еще находились "на марше", и при их столкновениях произошел ряд грандиозных катаклизмов. Африка "врезалась" в Европу и Азию, в результате чего возникли Альпы. При столкновении Индии и Азии вверх взметнулись Гималайские горы. В это же время сформировались Скалистые горы и Анды, поскольку и другие гигантские плиты продолжали смещаться и наползать друг на друга.

Однако Австрия и Южная Америка по-прежнему оставались изолированными от остального мира, и на каждом из этих материков продолжала развиваться собственная уникальная фауна и флора. Ледниковый покров в южном полушарии распространился на всю Антарктиду, что привело к дальнейшему охлаждению климата.

Животный мир: Млекопитающие мигрировали с материка на материк по новообразовавшимися сухопутным мостам, что резко ускорило эволюционные процессы. Слоны из Африки перебрались в Евразию, а кошки, жирафы, свиньи и буйволы двигались в обратном направлении. Появились саблезубые кошки и обезьяны, в том числе человекообразные. В отрезанной от внешнего мира Австралии продолжали развиваться однопроходные и сумчатые.

Растительный мир: Внутриматериковые области становились все холоднее и засушливее, и в них все больше распространялись степи.

Плиоценовая эпоха (от 5 до 2 млн. лет назад)

География и климат: Космический путешественник, взглянув сверху на Землю в начале плиоцена, обнаружил бы материки почти на тех же местах, что и в наши дни. Взору галактического визитера открылись бы гигантские ледяные шапки в северном полушарии и громадный ледниковый покров Антарктиды. Из-за всей этой массы льда климат Земли стал еще прохладней, и на поверхности материков и океанов нашей планеты значительно похолодало. Большинство лесов, сохранившихся в миоцене, исчезло, уступив место необъятным степям, раскинувшимся по всему свету.

Животный мир: Травоядные копытные млекопитающие продолжали бурно размножаться и эволюционировать. Ближе к концу периода сухопутный мост связал Южную и Северную Америку, что привело к грандиозному "обмену" животными между двумя материками. Полагают, что обострившаяся межвидовая конкуренция вызвала вымирание многих древних животных. В Австралию проникли крысы, а в Африке появились первые человекоподобные существа.

Растительный мир: По мере охлаждения климата на смену лесам пришли степи.

Рис.5 Разнообразные млекопитающие развились в течение Третичного периода

1.6 Четвертичный период

Состоит из эпох:

·Плейстоцен

·Голоцен

Плейстоценовая эпоха (от 2 до 0,01 млн. лет назад)

География и климат: В начале плейстоцена большинство материков занимало то же положение, что и в наши дни, причем некоторым из них для этого потребовалось пересечь половину земного шара. Узкий сухопутный "мост" связывал между собой Северную и Южную Америку. Австралия располагалась на противоположной от Британии стороне Земли. На северное полушарие наползали гигантские ледниковые покровы. Это была эпоха великого оледенения с чередованием периодов похолодания и потепления и колебаниями уровня моря. Эта ледниковая эпоха длится и по сей день.

Животный мир: Некоторые животные сумели адаптироваться к усилившимся холодам, обзаведясь густой шерстью: к примеру, шерстистые мамонты и носороги. Из хищников наиболее распространены саблезубые кошки и пещерные львы. Это был век гигантских сумчатых в Австралии и громадных нелетающих птиц, типа моа или эпиорнисов, обитавших во многих районах южного полушария. Появились первые люди, и многие крупные млекопитающие начали исчезать с лица Земли.

Растительный мир: С полюсов постепенно наползали льды, и хвойные леса уступали место тундре. Дальше от края ледников уже лиственные леса сменялись хвойными. В более теплых областях земного шара раскинулись обширные степи.

Голоценовая эпоха (от 0,01 млн. лет до наших дней)

География и климат: Голоцен начался 10000 лет назад. В течение всего голоцена материки занимали практически те же места, что и в наши дни, климат также был похож на современный, каждые несколько тысячелетий становясь то теплее, то холоднее. Сегодня мы переживаем один из периодов потепления. По мере уменьшения ледниковых покровов уровень моря медленно поднимался. Начало время человеческой расы.

Животный мир: В начале периода многие виды животных вымерли, в основном из-за общего потепления климата, но, возможно, сказалось и усиленная охота человека на них. Позднее они могли пасть жертвой конкуренции со стороны новых видов животных, завезенных людьми из других мест. Человеческая цивилизация стала более развитой и распространилась по всему свету.

Растительный мир: С возникновением земледелия крестьяне уничтожали все больше дикорастущих растений, дабы очистить площади под посевы и пастбища. Кроме того, растения, завезенные людьми в новые для них местности, иногда вытесняли коренную растительность.

Рис. 6 Хоботные, самые крупные наземные звери четвертичного периода

ледниковый эра третичный четвертичный

2. Последняя ледниковая эпоха

Последняя ледниковая эпоха (последнее оледенение) - последняя из ледниковых эпох в рамках плейстоценового или четвертичного ледникового периода. Она началась около 110 тыс. лет назад и окончилась около 9700-9600 г. до н. э. Для Сибири ее принято именовать ”зырянской”, в Альпах - ”вюрмской”, в Северной Америке - “висконсинской”. Во время этой эпохи неоднократно происходило разрастание и сокращение ледниковых покровов. Последний ледниковый максимум, когда общий объем льда в ледниках был наибольшим, относится ко времени около 26-20 тысяч лет назад отдельных ледниковых покровов.

В это время полярные ледники северного полушария выросли до огромных размеров, соединившись в огромный ледовый щит. Длинные языки льда отходили от него к югу по руслам крупных рек. Все высокие горы также были скованы ледовыми панцирями. Похолодание и образование ледников повлекли за собой другие глобальные изменения в природе. Реки, текущие в северные моря оказались запруженными ледяными стенами, они разлились в гигантские озера и повернули вспять пытаясь найти сток на юге. Сдвинулись к югу теплолюбивые растения, уступая место более холодовыносливым соседям. В это время окончательно сформировался мамонтовый фаунистический комплекс, состоящий в основном из крупных, хорошо защищенных от холода животных.

2.1 Климат

Однако на протяжении последнего оледенения климат на планете не был постоянным. Периодически наступали потепления климата, ледник таял по краю, отступал на север, сокращались площади высокогорных льдов, смещались на юг климатические зоны. Таких незначительных изменений в климате было несколько. Ученые считают, что в Евразии наиболее холодный и суровый период был около 20 тысяч лет назад.

Рис. 7 Ледник Перито-Морено в Патагонии, Аргентина. в последнюю ледниковую эпоху

Рис. 8 На диаграмме показаны климатические изменения в Сибири и в некоторых других районах северного полушария за последние 50 тысяч лет

2.2 Флора и фауна

Похолодание на планете и образование гигантских ледниковых систем на севере вызвало глобальные изменения в растительном и животном мире Северного полушария. Границы всех природных зон начали сдвигаться к югу. На территории Сибири располагались следующие природные зоны.

Вдоль ледников на десятки километров шириной протянулась зона холодных тундр и тундростепей. Она была расположена примерно в тех районах, где сейчас лес и тайга.

На юге тундростепь постепенно переходила в лесостепи и леса. Лесные участки были очень небольшими, и были далеко не везде. Чаще всего леса располагались на южных берегах приледниковых озер и в речных долинах и на отрогах гор.

Еще южнее располагались сухие степи, на западе Сибири постепенно переходящие в горные системы Саяно-Алтая, на востоке граничащие с полупустынями Монголии. В некоторых районах тундростепи и степи не разделялись полосой леса, а постепенно сменяли друг друга.

Рис.9. Тундростепь, эпоха последнего оледенения

В новых климатических условиях ледниковья изменился и животный мир. На протяжении последних этапов четвертичного периода в Северном полушарии происходило формирование новых видов фауны. Особенно выразительным проявлением этих изменений стало появление так называемого мамонтового фаунистического комплекса, который состоял из холодовыносливых видов животных.

2.3 Реки и озёра

Гигантские ледниковые поля образовали естественную плотину и закрывали сток рек, текущих в Северные моря. Современные сибирские реки: Обь, Иртыш, Енисей, Лена, Колыма и множество других разливались вдоль ледников, образуя гигантские озера, которые объединялись в приледниковые системы стока талых вод.

Сибирь в ледниковую эпоху. Для ясности обозначены современные реки и города. Большая часть этой системы соединялась речками и воды вытекали из нее на юго-запад через систему Новоэвксинского бассейна, бывшего некогда на месте Черного моря. Далее через Босфор и Дарданеллы вода попадала в Средиземное море. Общая площадь этого водосборного бассейна составляла 22 млн. кв. км. Она обслуживала территорию от Монголии до Средиземноморья.

Рис.10 Сибирь в ледниковую эпоху

В Северной Америке тоже существовала такая ситема приледниковых озер. Вдоль Лаврентьевского ледникового щита тянулись исчезнувшие ныне гигантское озеро Агассиса, озера Мак-Коннелл и Альгонкские.

2.4 Западносибирское озеро

Некоторые ученые считают, что одним из крупнейших приледниковых озер в Евразии было Мансийское, или как его еще называют Западносибирское озеро. Оно занимало практически всю территорию Западносибирской равнины до предгорий Кузнецкого Алатау и Алтая. Те места, где сейчас расположены крупнейшие города Тюмень, Томск и Новосибирск, в последнюю ледниковую эпоху покрывала вода. Когда ледник стал таять - 16-14 тыс. лет назад воды Мансийского озера стали постепенно стекать в Северный Ледовитый океан, а на месте его образовались современные речные системы, а в низменной часть Таежного Приобья образовалось крупнейшая в Евразии система Васюганских Болот.

Рис.11 Примерно так выглядело Западно-Сибирское озеро

2.5 Мировой океан

Ледниковые покровы планеты образуются за счет вод мирового океана. Соответственно, чем обширнее и выше ледники, тем меньше воды остается в океане. Ледники вбирают в себя воду, уровень океана понижается, обнажая крупные участки суши. Так, 50 000 лет назад из-за роста ледников уровень океана понизился на 50 м, а 20 000 лет назад - на 110-130 м. В этот период многие современные острова составляли с материком единое целое. Так, неотделимы от материковой части были Британские, Японские, Новосибирские острова. На месте Берингова пролива существовала широкая полоса суши, названная Берингией.

Рис.12 Диаграмма изменения уровня океана в последнюю ледниковую эпоху

2.6 Великий ледник

Во время последнего оледенения в приполярной части Северного полушария планеты занимал огромный Арктический ледниковый покров. Он образовался в результате слияния Североамериканского и Евразийского ледяных покровов в единую систему.

Арктический ледниковый покров состоял из гигантских ледяных щитов, имеющих форму плосковыпуклых куполов, которые образовывали в некоторых местах толщи льда высотой 2-3 километра. Общая площадь ледяного покрова - более 40 млн. кв. км.

Крупнейшие элементы Арктического Ледникового покрова:

1. Лаврентьевский щит с центром над юго-западной частью Гудзонова залива;

2. Карский щит с центром над Карским морем распространялся на весь север Русской равнины, Западной и Средней Сибири;

3. Гренландский щит;

4. Восточносибирский щит, закрывающий Сибирские моря, побережье Восточной Сибири и часть Чукотки;

5. Исландский щит

Рис. 13 Арктический ледниковый покров

Даже в суровый ледниковый период климат постоянно изменялся. Ледники то постепенно наступали на юг, вновь отступали. Максимальной мощности ледниковый покров достиг около 20 000 лет назад.

3. Четвертичные оледенения на европейской части России

Четвертичное оледенение - оледенение в четвертичном периоде, вызванное понижением температуры, начавшимся еще в конце неогенового периода. В горах Европы, Азии, Америки начали увеличиваться ледники, стекавшие на равнины, на Скандинавском полуострове образовалась постепенно расширявшаяся ледяная шапка, наступавшие льды оттесняли обитавших там животных и растения к югу.

Толщина ледяного покрова достигала 2 - 3 километров. Около 30% территории современной России на севере было занято покровным оледенением, которое то несколько сокращалось, то снова продвигалось на юг. Межледниковые периоды с теплым, мягким климатом сменялись похолоданиями, когда ледники снова наступали.

На территории современной России было 4 оледенения - окское, днепровское, московское и валдайское. Наиболее крупным из них было днепровское, когда гигантский ледниковый язык спускался по Днепру до широты Днепропетровска, а по Дону - до устья Медведицы.

Рассмотрим Московское оледенение

Московское оледенение - ледниковая эпоха, относящаяся к антропогеновому (четвертичному) периоду (средний плейстоцен, около 125-170 тысяч лет назад), последнее из крупных оледенений Русской (Восточно-Европейской) равнины.

Ему предшествовало одинцовское время (170-125 тысяч лет назад) - относительно тёплый период, отделяющий московское оледенение от максимального, днепровского оледенения (230-100 тысяч лет назад), также в среднем плейстоцене.

Как самостоятельную ледниковую эпоху московское оледенение выделили сравнительно недавно. Некоторые исследователи по-прежнему трактуют московское оледенение как одну из стадий днепровского оледенения, либо что это была одна из стадий более крупного и продолжительного предшествующего оледенения. Однако граница ледника, развивающегося в московскую эпоху, проводится с большей обоснованностью.

Московское, оледенение захватило лишь только северную часть Московской области. Граница ледника проходила по реке Клязьме. Именно во время таяния Московского ледника практически полностью были размыты моренные толщи днепровского оледенения. Обводнение приледниковой зоны, в которую непосредственно входила территория Шатурского района, в период таяния Московского ледника было так велико, что низины заполнились крупными озерами или превратились в мощные долины стока талых ледниковых вод. В них оседали взвеси, образуя зандровые равнины с песчаными и супесчаными отложениями, наиболее распространенными в пределах района в настоящее время.

Рис.14 Положение конечных ледниковых морен разного возраста в пределах центральной части Русской равнины. Морена ранневалдайского() и поздневалдайского () оледенений.

4. Причины ледниковых эпох

Причины ледниковых эпох нераздельно связаны с более широкими проблемами глобальных климатических изменений, имевших место на протяжении истории Земли. Время от времени происходили значительные смены геологических и биологических обстановок. Следует иметь в виду, что начало всех великих оледенений определяется двумя важными факторами.

Во-первых, на протяжении тысячелетий в годовом ходе осадков должны доминировать обильные продолжительные снегопады.

Во-вторых, в районах с таким режимом осадков температуры должны быть настолько низкими, чтобы летнее снеготаяние сводилось к минимуму, а фирновые поля увеличивались из года в год до тех пор, пока не станут формироваться ледники. Обильная аккумуляция снега должна превалировать в балансе ледников на протяжении всей эпохи оледенения, так как если абляция превысит аккумуляцию, оледенение пойдет на убыль. Очевидно, для каждой ледниковой эпохи необходимо выяснить причины ее начала и окончания.

Гипотезы

1. Гипотеза миграции полюсов. Многие ученые полагали, что ось вращения Земли время от времени меняет свое положение, что приводит к соответствующему смещению климатических зон.

2. Гипотеза диоксида углерода. Содержащийся в атмосфере диоксид углерода CO2 действует подобно теплому одеялу, удерживающему излучаемое Землей тепло близ ее поверхности, и любое существенное сокращение содержания СО2 в воздухе приведет к понижению температуры на Земле. В результате температура суши понизится, и начнется ледниковая эпоха.

3. Гипотеза диастрофизма (движений земной коры). В истории Земли неоднократно происходили значительные поднятия суши. В целом температура воздуха над сушей уменьшается примерно на 1,8. C подъемом на каждые 90 м. В действительности горы поднялись на многие сотни метров, что оказалось достаточным для формирования там долинных ледников. Кроме того, рост гор изменяет циркуляцию влагонесущих воздушных масс. Поднятие участков дна океанов в свою очередь может изменить циркуляцию океанических вод и также вызвать климатические изменения. Неизвестно, могли бы только тектонические движения оказаться причиной оледенения, во всяком случае, они могли весьма содействовать его развитию

4. Гипотеза вулканической пыли. Вулканические извержения сопровождаются выбросом в атмосферу огромного количества пыли. Очевидно, что вулканическая активность, широко распространенная на Земле на протяжении тысячелетий, могла бы значительно понизить температуры воздуха и послужить причиной начала оледенения.

5. Гипотеза дрейфа материков. Согласно этой гипотезе, все современные материки и самые крупные острова некогда входили в состав единого материка Пангея, омывавшегося Мировым океаном. Сплочение материков в такой единый массив суши могло бы объяснить развитие позднепалеозойского оледенения Южной Америки, Африки, Индии и Австралии. Территории, охваченные этим оледенением, вероятно, находились гораздо севернее или южнее их современного положения. Материки начали разделяться в меловое время, а современного положения достигли примерно 10 тыс. лет назад

6. Гипотеза Юинга - Донна. Одна из попыток объяснить причины возникновения плейстоценовой ледниковой эпохи принадлежит М. Юингу и У.Донну - геофизикам, внесшим значительный вклад в изучение рельефа дна океанов. Они полагают, что в доплейстоценовое время Тихий океан занимал северные полярные регионы и поэтому там было гораздо теплее, чем теперь. Арктические области суши тогда располагались в северной части Тихого океана. Затем в результате дрейфа материков Северная Америка, Сибирь и Северный Ледовитый океан заняли свое современное положение. Благодаря Гольфстриму, заходившему из Атлантики, воды Северного Ледовитого океана в то время были теплыми и интенсивно испарялись, что способствовало обильным снегопадам в Северной Америке, Европе и Сибири. Таким образом в этих районах началось плейстоценовое оледенение. Оно прекратилось из-за того, что в результате разрастания ледников уровень Мирового океана понизился примерно на 90 м, и Гольфстрим в конце концов не смог преодолевать высокие подводные хребты, разделяющие бассейны Северного Ледовитого и Атлантического океанов. Лишенный притока теплых атлантических вод, Северный Ледовитый океан замерз, и иссяк источник влаги, питающий ледники.

7. Гипотеза циркуляции океанических вод. В океанах существует множество течений, как теплых, так и холодных, которые оказывают существенное влияние на климат материков. Гольфстрим - одно из замечательных теплых течений, которое омывает северное побережье Южной Америки, проходит через Карибское море и Мексиканский залив и пересекает Северную Атлантику, оказывая отепляющий эффект на Западную Европу. Теплые течения имеются также в южной части Тихого океана и Индийском океане. Наиболее мощные холодные течения направляются из Северного Ледовитого океана в Тихий через Берингов пролив и в Атлантический океан - через проливы вдоль восточного и западного берегов Гренландии. Одно из них - Лабрадорское течение - охлаждает побережье Новой Англии и приносит туда туманы. Холодные воды поступают также в южные океаны из Антарктики в виде особо мощных течений, двигающихся к северу почти до экватора вдоль западных берегов Чили и Перу. Сильное подповерхностное противотечение Гольфстрима уносит свои холодные воды на юг в Северную Атлантику.

8. Гипотеза изменений солнечной радиации. В результате продолжительного изучения солнечных пятен, представляющих собой сильные выбросы плазмы в атмосфере Солнца, обнаружено, что существуют весьма значительные годовые и более продолжительные циклы изменения солнечной радиации. Пики солнечной активности наблюдаются примерно каждые 11, 33 и 99 лет, когда Солнце излучает больше тепла, что приводит к более мощной циркуляции земной атмосферы, сопровождающейся большей облачностью и более обильными осадками. Из-за высокой облачности, блокирующей солнечные лучи, поверхность суши получает тепла меньше, чем обычно.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были изучены ледниковые эры, в состав которых входят ледниковые периоды. Установлены ледниковые эпохи, которые с точностью разобраны. Получены подробные данные о последней ледниковой эпохе. Выявлены последние четвертичные эпохи. А также изучены основные причины ледниковых эпох.

Список литературы

1. Доценко С.Б. Об оледенении Земли в конце палеозоя // Жизнь Земли. Геодинамика и минеральные ресурсы. М.: Изд-во МГУ, 1988.

2. Серебрянный Л.Р. Древнее оледенение и жизнь / Серебрянный Леонид Рувимович; Отв.ред. Г.А. Авсюк. - М.: Наука, 1980. - 128с.: ил. - (Человек и окружающая среда). - Библиогр.

3. Тайны ледниковых эпох: Пер. с англ./Под ред. Г.А. Авсюка; Послесл. Г.А. Авсюка и М.Г. Гросвальда.-М.: Прогресс, 1988.-264 с.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ледниковая_эпоха (Материал из Википедии - свободной энциклопедии)

5. http://www.ecology.dubna.ru/dubna/pru/geology.html(Статья Геолого-геоморфологические особенности. Н.В. Короновский)

6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ледниковый_период (Материал из Википедии - свободной энциклопедии)

7. http://www.fio.vrn.ru/2004/7/kaynozoyskaya.htm (Кайнозойская эра)