Оледенения земли. Период оледенения

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 .

Иногда можно слышать утверждение, что ледниковый период уже позади и человеку в дальнейшем не придется сталкиваться с этим явлением. Это было бы справедливо, если бы мы были уверены в том, что современное оледенение на земном шаре — всего лишь остаток Великого четвертичного оледенения Земли и неминуемо вскоре должно исчезнуть. На самом деле ледники продолжают оставаться одним из ведущих компонентов окружающей среды и вносят важный вклад в жизнь нашей планеты.

Образование горных ледников

По мере подъема в горы воздух становится все холоднее. На некоторой высоте зимний снег не успевает стаять за лето; из года в год он накапливается и дает начало ледникам. Ледник — это масса многолетнего льда преимущественно атмосферного происхождения, которая движется под действием силы тяжести и принимает форму потока, купола или плавучей плиты (если речь идет о покровных и шельфовых ледниках).

В верхней части ледника находится область аккумуляции, где идет накопление осадков, которые постепенно преобразуются в лед. Постоянное пополнение запасов снега, его уплотнение, перекристаллизация приводят к тому, что он превращается в крупнозернистую массу ледяных зерен — фирн, а затем под давлением выше лежащих слоев — в массивный глетчерный лед.

Из области аккумуляции лед перетекает в нижнюю часть — так называемую область абляции, где он расходуется преимущественно путем таяния. Верхняя часть горного ледника обычно представляет собой фирновый бассейн. Он занимает кар (или цирк — расширенное верховье долины) и имеет вогнутую поверхность. При выходе из цирка ледник нередко пересекает высокую устьевую ступень — ригель; здесь лед рассекают глубокие поперечные трещины и возникает ледопад. Дальше ледник сравнительно узким языком спускается вниз по долине. Жизнь ледника во многом определяется балансом его массы. При положительном балансе, когда приход вещества на леднике превышает его расход, масса льда увеличивается, ледник становится более активным, продвигается вперед, захватывает новые площади. При отрицательном — становится пассивным, отступает, освобождая из-подо льда долину и склоны.

Вечное движение

Величественные и спокойные, ледники в действительности находятся в непрестанном движении. Медленно текут вниз по склонам так называемые каровые и долинные ледники, растекаются от центра к периферии ледниковые щиты и купола. Это движение определяется силой тяжести и становится возможным благодаря свойству льда деформироваться под напряжением, Хрупкий в отдельных фрагментах, в обширных массивах лед приобретает пластические свойства, подобно застывшему вару, который колется, если по нему ударить, но медленно стекается по поверхности, будучи «сгруженным» в одном месте. Нередки и такие случаи, когда лед почти всей своей массой скользит по ложу или по другим слоям льда — это так называемое глыбовое скольжение ледников. Трещины формируются на одниx и тex же местах ледника, но так как в этом процессе участвуют каждый раз все новыe ледяные массы, то старые трещины, по мере перемещения льда от места их образования, постепенно «залечиваются», то есть смыкаются. Отдельные трещины протягиваются но леднике от нескольких десятков до многих сотен метров, их глубина достигает 20—30, а порой 50 метров и более.

Перемещение тысячетонных ледяных масс хоть и очень медленно, но производит огромную работу — за многие тысячи лет оно неузнаваемо преображает лик планеты. Сантиметр за сантиметром проползает лед по твердым каменным породам, оставляя на них борозды и шрамы, разламывая и унося их с собой. С поверхности Антарктического материка ледники ежегодно сносят слои горных пород толщиной в среднем 0,05 мм. Эта кажущаяся микроскопической величина вырастает уже до 50 м, если принять во внимание весь миллион лет четвертичного периода, когда Антарктический континент был наверняка покрыт льдом. У многих ледников Альп и Кавказа скорость движения льда — около 100 м в год. В более крупных ледниках Тянь-Шаня и Памира лед перемещается за год на 150—300 м, а на некоторых гималайских — до 1 км, то есть по 2—3 м за сутки.

Ледники имеют самые разные размеры: от 1 км в длину — у небольших каровых ледников, до десятков километров — у крупных долинных. Крупнейший в Азии ледник Федченко достигает в длину 77 км. В своем движении ледники переносят на многие десятки, а то и на сотни километров глыбы горных пород, упавших с горных склонов на их поверхность. Подобные глыбы носят название эрратических, то есть «блуждающих», валунов, состав которых отличается oт местных горных пород.

Такие валуны тысячами находят на равнинах Европы и Северной Америки, в долинах на выходе их из гор. Объем некоторых из них достигает нескольких тысяч кубометров. Известен, например, гигантский Ермоловский камень в русле Терека, на выходе из Дарьяльского ущелья Кавказа. Длина камня превышает 28 м, а высота -— около 1 7 м. Источником их появления служат места, где соответствующие породы выходят на поверхность. В Америке это Кордильеры и Лабрадор, в Европе — Скандинавия, Финляндия, Карелия. И принесены они сюда издалека, оттуда, где когда-то существовали огромные ледниковые покровы, напоминанием о которых служит современный ледниковый щит Антарктиды.

Загадка их пульсации

В середине XX века люди столкнулись с еще одной проблемой — пульсирующими ледниками, отличающимися внезапными продвижениями своих концов, вне видимой связи с изменениями климата. Сейчас известны сотни пульсирующих ледников во многих ледниковых районах. Больше всего их на Аляске, в Исландии и на Шпицбергене, в горах Центральной Азии, на Памире.

Общей причиной ледниковых подвижек служит накопление льда в условиях, когда расход его затруднен узостью долины, моренным покровом, взаимным подпруживанием основного ствола и боковых притоков и т.п. Такое накопление создает условия неустойчивости, вызывающие сток льда: большие сколы, разогрев льда с выделением воды в процессе внутреннего таяния, появление водной и водно-глинистой смазки на ложе и сколах. 20 сентября 2002 года в долине реки Геналдон в Северной Осетии произошла катастрофа. Из верховьев долины вырвались огромные массы льда, смешанного с водой и каменным материалом, стремительно пронеслись вниз по долине, уничтожая все на своем пути, и образовали завал, распластавшись на всей Кармадонской котловине перед грядой Скалистого хребта. Виновником катастрофы стал пульсирующий ледник Колка, подвижки которого неоднократно происходили и в прошлом.

У ледника Колка, как и у многих других пульсирующих ледников, затруднен сток льда. В течение многих лет лед накапливается перед препятствием, наращивает массу до определенного критического объема и, когда тормозящие силы не могут противостоять сдвигающим, происходит резкая разрядка напряжения, ледник наступает. В прошлом подвижки ледника Колка происходили около 1835-го, в 1902 и 1969 годах. Они возникали, когда на леднике наращивалась масса в 1—1,3 млн. тонн. Геналдонская катастрофа 1902 гида произошла 3 июля, в разгар жаркого лета. Температура воздуха в этот период превышала норму на 2,7°, прошли сильные ливни. Превратившись в пульпу из льда, воды и морены, ледяной выброс преобразовался в сокрушительный скоростной сель, промчавшийся в считанные минуты. Подвижка 1969 года развивалась постепенно, достигнув наибольшего развития в зимнее время, когда количество талой воды в бассейне было минимальным. Это и определило относительно спокойный ход событий. В 2002 году в леднике накопилось огромное количество воды, ставшей спусковым механизмом подвижки. Очевидно, вода «оторвала» ледник от ложа и сформировался мощный водно-ледово-каменный сель. То, что подвижка была спровоцирована раньше времени и достигла колоссального масштаба, было обусловлено сложившимся комплексом факторов: неустойчивым динамическим состоянием ледника, уже накопившего массу, близкую к критической; мощным скоплением воды в леднике и под ледником; обвалами льда и горной породы, создавшими перегрузку в тыловой части ледника.

Мир без ледников

Общий объем льда на Земле составляет почти 26 млн. км 3 , или около 2% всей земной воды. Эта масса льда равна стоку всех рек земного шара за 700 лет.

Если существующий лед равномерно распределить по поверхности нашей планеты, он покроет ее слоем толщиной 53 м. А если бы этот лед внезапно растаял, то уровень Мирового океана повысился бы на 64 м. При этом оказались бы затопленными густонаселенные плодородные прибрежные равнины на площади около 15 млн. км 2 2 . Такое внезапное таяние произойти не может, но на протяжении геологических эпох, когда ледниковые покровы возникали, а затем постепенно стаивали, колебания уровня моря были еще большими.

Прямая зависимость

Огромно влияние ледников на климат Земли. В зимнее время В полярные области солнечной радиации приходит чрезвычайно мало, так как Солнце не показывается из-за горизонта и здесь господствует полярная ночь. А летом из-за большой продолжительности полярного дня количество поступающей от Солнца лучистой энергии больше, чем даже в районе экватора. Однако температуры остаются по-прежнему низкими, так как до 80% приходящей энергии снежный и ледяной покровы отражают обратно. Совсем иной оказалась бы картина, если бы ледяного покрова не было. В этом случае почти все приходящее летом тепло осваивалось бы и температура в полярных областях отличалась бы от тропической в значительно меньшей cтепени. Так что, не будь вокруг земных полюсов материкового ледникового покрова Антарктиды и ледяного покрова Северного Ледовитого океана, на Земле не было бы привычного нам деления на природные пояса и весь климат был бы гораздо более однообразным. Стоит массивам льда у полюсов растаять, как в полярных областях станет гораздо теплее, а на берегах бывшего Северного Ледовитого океана и на поверхности свободной ото льда Антарктиды появится богатая растительность. Именно так и было на Земле в неогеновом периоде — всего несколько миллионов лет назад на ней был ровный мягкий климат. Впрочем, можно себе представить и другое состояние планеты, когда она целиком покрыта панцирем льда. Ведь, раз образовавшись в определенных условиях, ледники способны разрастаться сами, так как они понижают окружающую температуру и растут в высоту, тем самым распространяясь в более высокие и более холодные слои атмосферы. Откалывающиеся от крупных ледниковых покровов айсберги разносятся по океану, попадают в тропические воды, где их таяние также способствует охлаждению вод и воздуха.

Если образованию ледников ничто не препятствует, то толщина слоя льда могла бы увеличиться до нескольких километров за счет воды из океанов, уровень которых непрерывно бы понижался. Таким путем постепенно все материки оказались бы подо льдом, температура на поверхности Земли понизилась бы примерно до -90°С и органическая жизнь на ней прекратилась бы. К счастью, этого не было на протяжении всей геологической истории Земли, и нет оснований думать, что такое оледенение может произойти в будущем, В настоящее же время Земля переживает состояние частичного оледенения, когда ледниками покрыта лишь десятая часть ее поверхности. Такое состояние отличается неустойчивостью: ледники либо сокращаются, либо увеличиваются в размерах и очень редко остаются неизменными.

Белый покров "голубой планеты"

Если взглянуть на нашу планету из космоса, можно увидеть, что отдельные ее участки выглядят совершенно белыми — это снежный покров, так хорошо знакомый жителям умеренных поясов.

Снег обладает рядом удивительных свойств, делающих его незаменимым компонентом на «кухне» Природы. Снежный покров Земли отражает больше половины лучистой энергии, приходящей к нам от Солнца, тот же, что покрывает полярные ледники (наиболее чистый и сухой), — вообще до 90% солнечных лучей! Впрочем, снег обладает и еще одним феноменальным свойством. Известно, что тепловую энергию излучают все тела, и чем они темнее, тем потери тепла с их поверхности больше. А вот снег, будучи ослепительно белым, способен излучать тепловую энергию почти как абсолютно черное тело. Различия между ними не достигают и 1%. Так что, даже то незначительное тепло, которым обладает снежный покров, быстро излучается в атмосферу. В результате снег еще больше охлаждается, и районы земного шара, покрытые им, становятся источником охлаждения всей планеты.

Особенности шестого континента

Антарктида — самый высокий континент планеты, средняя высота которого равна 2 350 м (средняя высота Европы 340 м, Азии — 960 м). Эта высотная аномалия объясняется тем, что большая часть массы материка сложена льдом, который почти втрое легче каменных пород. Когда-то он был свободен ото льда и ненамного отличался по высоте от других континентов, но постепенно мощный ледяной панцирь покрыл весь материк, а земная кора стала прогибаться под колоссальной нагрузкой. За прошедшие миллионы лет эта избыточная нагрузка, «изостатически компенсировалась», иначе говоря, земная кора прогнулась, но следы ее до сих пор отражены в рельефе Земли. Океанографические исследования прибрежных антарктических вод показали, что материковая отмель (шельф), которая окаймляет все материки мелководной полосой с глубинами не более 200 м, у берегов Антарктиды оказалась на 200—300 м глубже. Причиной этому служит опускание земной коры под тяжестью льда, ранее покрывавшего материковую отмель толщиной 600— 700 м. Сравнительно недавно лед отсюда отступил, но земная кора еще не успела «разогнуться» и, кроме того, она удерживается льдом, лежащим южнее. Неограниченному распространению Антарктического ледникового покрова всегда мешало море.

Всякое расширение ледников за пределы суши возможно лишь при услоиии, что море у берега не глубокое, иначе морские течения и волнения рано или поздно разрушат выдвинувшийся далеко в море лед. Поэтому граница максимального оледенения проходила по внешнему краю материковой отмели. На антарктическое оледенение в целом большое влияние оказывает изменение уровня моря. При понижении уровня Мирового океана ледниковый покров шестого континента начинает наступать, при повышении происходит его отступание. Известно, что за последние 100 лет уровень моря вырос на 18 см, продолжает расти и сейчас. Видимо, с этим процессом связано разрушение некоторых антарктических шельфових ледников, сопровождающееся отколом огромных столовых айсбергов длиной до 150 км. Вместе с тем есть все основания полагать, что масса антарктического оледенения в современную эпоху увеличивается, и это тоже может быть связано с происходящим глобальным потеплением. Действительно, потепление климата вызывает активизацию атмосферной циркуляции и усиление межширотного обмена воздушных масс. На Антарктический материк поступает более теплый и влажный воздух. Однако повышение температуры на несколько градусов не вызывает никакого таяния внутри материка, где сейчас стоят морозы в 40—60°С, в то время как увеличение количества влаги приводит к более обильным снегопадам. Значит, потепление вызывает увеличение питания и рост оледенения Антарктиды.

Последнее максимальное оледенение

Кульминация последней ледниковой эпохи на Земле была 21—17 тыс. лет назад, 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 формировался 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. 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.

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.

Древние оледенения...

Идеи о древних оледенениях гор были высказаны еще в конце XVIII века, а о прошлом оледенении равнин умеренных широт — в первой половине XIX века. Теория древнего оледенения не сразу завоевала признание среди ученых. Еще в начале XIX века во многих местах земного шара находили штрихованные валуны горных пород явно не местного происхождения, но что их могло принести, ученые не знали. В

1830 году английский исследователь Ч. Лайель выступил со своей теорией, в которой и разнос валунов, и штриховку скал приписывал действию плавучих морских льдов. Гипотеза Лайеля встретила серьезные возражения. Во время своего знаменитого путешествия на корабле «Бигль» (1831—1835 годы) Ч.Дарвин некоторое время прожил на Огненной Земле, где воочию увидел ледники и порождаемые ими айсберги. Впоследствии он писал, что валуны по морю могут разноситься айсбергами, особенно в периоды более широкого развитии ледников. А после своего путешествия в Альпы в 1857 году и сам Лайель усомнился в правильности своей теории. В 1837 году швейцарский исследователь Л. Агассис впервые объяснил воздействием ледников и полировку скал, и перенос валунов, и отложение морены. Значительный вклад в становление ледниковой теории внесли русские ученые, и прежде всего П.А. Кропоткин. Путешествуя в 1866-м по Сибири, он обнаружил на Па-томском нагорье множество валунов, ледниковых наносов, гладких отполированных скал и связал эти находки с деятельностью древних ледников. В 1871 году Русское географическое общество командировало его в Финляндию — страну с яркими следами недавно отступивших отсюда ледников. Эта поездка окончательно оформила его взгляды. Изучая древние геологические отложения, мы нередко находим тиллиты — грубообломочные окаменевшие морены и ледниково-морские осадки. Они обнаружены на всех континентах в отложениях разного возраста, и по ним восстанавливается ледниковая история Земли за 2,5 млрд. лет, в течение которых планета пережила 4 ледниковые эры, длившиеся от многих десятков до 200 млн. лет. Каждаи такая эра состояла из ледниковых периодов, соизмеримых по длительности с плейстоценом, или четвертичным периодом, а каждый период — из большого числа ледниковых эпох.

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, безледные, 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. 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. Оледенение не было непрерывным на протяжении всего четвертичного периода. Существуют геологичоские, 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. Сейчас мы живем, по-видимому, в конце четвертой эпохи четвертичного оледенения. Совсем не так, как в Северном полушарии, 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.

... и их возможные причины

Причина крупных изменений климата и возникновения великих оледенений Земли до сих пор остается загадкой. Все высказанные по этому поводу гипотезы можно объединить в три группы — причину периодических изменений земного климата искали либо вне пределов Солнечной системы, либо в деятельности самого Солнца, либо в процессах, происходящих на Земле.

Галактика
К космическим гипотезам oтносятся предположения о влиянии на похолодание Земли различных участков Вселенной, которые проходит Земля, двигаясь в космосе вместе с Галактикой. Одни считают, что похолодание наступает тогда, когда Земля проходит участки мирового пространства, заполненные газом. Другие — те же последствия приписывают воздействию облаков космической пыли. Согласно еще одной из гипотез Земля в целом должна испытывать большие изменения, когда она, перемещаясь вместе с Солнцем, переходит из насыщенной звездами части Галактики в ее внешние, разреженные области. Когда земной шар приближается к апогалактию — точке, наиболее удаленной от той части нашей Галактики, где расположено наибольшее количество звезд, он входит в зону «космической зимы» и на нем начинается ледниковая эпоха.

Солнце
Развитие оледенений связывают также с колебаниями активности самого Солнца. Гелиофизики уже давно выяснили периодичность появления на нем темных пятен, вспышек, протуберанцев и научились прогнозировать эти явления. Оказалось, что солнечная активность периодически меняется. Существуют периоды разной длительности: 2—3, 5—6, 11, 22 и около 100 лет. Может так случиться, что кульминации нескольких периодов разной длительности совпадут и солнечная активность будет особенно велика. Но может быть и наоборот — совпадут несколько периодов пониженной солнечной активности, и это вызовет развитие оледенения. Подобные изменения солнечной активности, безусловно, отражаются на колебаниях ледников, но вряд ли способны вызвать великое оледенение Земли.

СО 2
Повышение или понижение температуры на Земле может происходить также в случае изменения состава атмосферы. Так, углекислота, свободно пропускающая солнечные лучи к Земле, но поглощающая большую часть ее теплового излучения, служит колоссальным экраном, который препятствует охлаждению нашей планеты. Сейчас содержание в атмосфере С0 2 не превышает 0,03%. Если эта цифра уменьшится вдвое, то средние годовые температуры в умеренных поясах снизятся на 4—5°, что может привести к началу ледникового периода.

Вулканы
Своеобразным экранам может служить и вулканическая пыль, выбрасываемая при крупных извержениях до высоты 40 км. Облака вулканической пыли, с одной стороны, задерживают солнечные лучи, а с другой — не пропускают земное излучение. Но первый процесс сильнее второго, поэтому периоды усиленного вулканизма должны вызывать охлаждение Земли.

Горы
Широко известна и идея о связи оледенения на нашей планете с горообразованием. Во время эпох горообразования поднимавшиеся крупные массы континентов попадали в более высокие слои атмосферы, охлаждались и служили местами зарождения ледников.

Океан
По мнению многих исследователей, оледенение может возникать также в результате перемены направления морских течений. Например, течение Гольфстрим ранее было отклонено выступом суши, простиравшимся от Ньюфаундленда к островам Зеленого мыса, что способствовало охлаждению Арктики по сравнению с современными условиями.

Атмосфера
В последнее время ученые стали связывать развитие оледенения с перестройкой циркуляции атмосферы — когда в отдельные районы планеты попадает значительно большее количество осадков и при наличии достаточно высоких гор здесь возникает оледенение.

Антарктида
Возможно, возникновению оледенения способствовало поднятие Антарктического материка. В результате разрастания ледникового покрова Антарктиды на несколько градусов уменьшилась температура всей Земли и на несколько десятков метров понизился уровень Мирового океана, что способствовало развитию оледенения на севере.

"Новейшая история"

Последнее отступание ледников, начавшееся свыше 10 тыс. лет назад, осталось на памяти людей. В историческую эпоху — примерно за 3 тыс. лет — наступания ледников происходили в столетия с пониженной температурой воздуха и увеличенной увлажненностью. Такие же условия складывались в последние века прошлой эры и в середине прошлого тысячелетия. Околи 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.

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 Рыжым, обнаружили южную оконечность огромного острова, берега которого заросли густой травой и высоким кустарником, они основали здесь первую европейскую колонию, а землю эту назвали Гренландией.

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 обычно 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 у берегов замерзало Адриатическое море. Во второй половине XIX века завершился малый ледниковый период и началась сравнительно теплая эпоха, продолжающаяся и сейчас.

Что нас ждет?

Потепление XX столетия особенно четко было выражено в полярных широтах Северного полушария. Колебания ледниковых систем характеризуются долей наступающих, стационарных и отступающих ледников. Так, например, для Альп имеются данные, охватывающие все прошедшее столетие. Если доля наступающих альпийских ледников в 40-50-х годах была близка к нулю, то в середине 60-х здесь наступало около 30%, а в конце 70-х — 65—70% обследованных ледников. Подобное их состояние свидетельствовало о том, что антропогенное увеличение содержания двуокиси углерода, других газов и аэрозолей в атмосфере в XX столетии не повлияло на нормальный ход глобальных атмосферных и ледниковых процессов. Однако в конце прошлого века повсюду в горах ледники перешли к отступанию, что стало реакцией на глобальное потепление, тенденция которого особенно усилилась в 1990-х годах.

Известно, что возросшее ныне количество выбросов в атмосферу аэрозоля антропогенного происхождения способствует уменьшению прихода солнечной радиации. В связи с этим появились голоса о начале ледниковой эпохи, но они затерялись в мощной волне опасений грядущего антропогенного потепления из-за постоянного роста С0 2 и других газовых примесей в атмосфере.

Увеличение С0 2 ведет к увеличению количества задерживаемого тепла и тем самым повышает температуру. Такое же воздействие оказывают и некоторые малые газовые примеси, попадающие в атмосферу: фреоны, окислы азота, метан, аммиак и так далее. Но тем не менее далеко не вся масса образующейся при сгорании двуокиси углерода остается в атмосфере: 50—60% промышленных выбросов С0 2 попадают в океан или усваиваются растениями. Многократный рост концентрации С0 2 в атмосфере не ведет к такому же многократному росту температуры. Очевидно, существует природный механизм регулирования, резко замедляющий парниковый эффект при концентрациях С0 2 превышающих двух- или трехкратные.

Какова перспектива роста содержания С0 2 в атмосфере в ближайшие десятилетия и как будет повышаться температура пследавие этого, определенно сказать трудно. Некоторые ученые предполагают ее увеличение в первой четверти XXI века на 1—1,5°, а в дальнейшем и еще больше. Однако эта позиция не доказана, есть много оснований полагать, что современное потепление представляет собой часть естественного цикла колебаний климата и в недалеком будущем сменится похолоданием. Во всяком случае, голоцен, длящийся уже более 11 тыс. лет, оказывается самым длинным межледниковьем за последние 420 тыс. лет и уже скоро, очевидно, закончится. И мы, заботясь о последствиях текущего потепления, не должны забывать и о возможном грядущем похолодании на Земле.

Владимир Котляков, академик, директор Института географии РАН

Детальное изучение ледниковых отложений позволило установить важнейшее свойство оледенений - их периодичность. Практически все континенты нашей планеты в разное время в значительной мере, а иногда и целиком, покрывались мощными ледниками.

В настоящее время в истории Земли выделяется четыре крупных оледенения: докембрийское; позднеордовикское; пермско-каменноугольное; кайнозойское.

Определение абсолютного возраста протерозойских тиллитов показало их резкую разновозрастность - от 2 млрд до 570 млн лет, что дало основание английскому исследователю Г. Янгу говорить по крайней мере о трех самостоятельных оледенениях.

Первое, самое древнее докембрийское оледенение - нижнепротерозойское - произошло около 2,5 млрд лет назад. Следы его сохранились в Канаде, Южной Америке, Южной Африке, Карелии, Индии, Австралии в виде тиллитов, штриховок и отполированного ложа, оставленного движущимися ледниками.

Второе, верхнепротерозойское оледенение (1,5 млрд лет назад) оставило следы в экваториальной и Южной Африке и в Австралии.

В конце протерозоя, в венде (620-650 млн лет назад) произошло третье докембрийское наиболее грандиозное - скандинавское оледенение. Следы его обнаружены почти на всех материках, начиная от Шпицбергена и Гренландии и кончая экваториальной Африкой и Австралией.

В палеозое было два оледенения. Первое оледенение началось в ордовикский период 480 млн лет назад и продолжалось до силура в течение 40 млн лет. Ледниковые отложения этого возраста найдены в Южной Америке, в Африке - на территории Марокко, Ливии, в Испании, Франции и Скандинавии. По результатам реконструкции древнего континента Гондваны, центр оледенения (Южный полюс Земли в те времена) находился вблизи западного побережья центральной Африки, и площадь оледенения составляла более 21 млн км2, что в 1,5 раза превышало площадь современной Антарктиды.

Второе оледенение палеозоя, которое иногда по масштабности охвата огромных территорий (оно охватило почти все страны южного полушария) называют великим - пермско-каменноугольное (или гондванское), началось в карбоне и продолжалось до конца пермского периода. По современным определениям абсолютного возраста, оно длилось около 100 млн лет. Считают, что центр этого оледенения находился на территории Южной Африки. Его следы в виде толщ тиллитов, мощность которых достигает 1000 м, бараньи лбы, штрихованные скалы присутствуют на территории Африки, Южной Америки, Австралии, Индии, Антарктиды, которые входили в состав когда-то единого континента - Гондваны.

Наиболее изученными являются древние четвертичные оледенения. В четвертичный (антропогеновый) период мощные материковые льды покрывали огромные площади на территории России, Западной Европы и Америки. Большинством исследователей признается многократность четвертичных оледенений, общая площадь которых составляла около 45 млн км2 (30% всей суши), т е. почти в три раза больше площади современного оледенения. Изучение характера и состава ледниковых отложений показывает, что эпохи оледенения перемежались с межледниковьями.

На территории Западной Европы лучше всего ледниковые отложения изучены в Альпах. А. Пенк и Э. Брюннер установили там четыре оледенения, и впоследствии некоторые уточнения внес Дж. Брайан. Периодизацией оледенений в Северной Америке занимался Ф. Флинт. Данные сопоставления оледенений и межледниковий приведены в табл. 17.1.

Для европейской части России в настоящее время принята схема периодизации оледенений И.П. Герасимова и К.К. Маркова (см. табл. 17.1). С некоторыми уточнениями других исследователей выделяются пять материковых оледенений: окское (нижний плейстоцен), днепровское и московское (средний плейстоцен) и валдайское, которое подразделяют на два самостоятельных оледенения - калининское и осташковское (рис. 17.13). He исключена возможность выделения еще более древних оледенений, чем окское, в нижнем плейстоцене и плиоцене. Следы такого оледенения, названного литовским, обнаружены на территории Прибалтики. Все ледниковые периоды отделены друг от друга межледниковьями (снизу вверх): лихвинским между окским и днепровским, одинцовским между днепровским и московским, микулинским между московским и калининским; мологошекснинским между калининским и осташковским оледенениями.

Древние четвертичные оледенения охватывали огромные пространства России, Западной Европы, Северной Америки, Антарктиды и других территорий. В Европе центром оледенения была Скандинавия, где толщина ледникового покрова достигала 2,5-3 км. Максимальным по площади распространения было днепровское оледенение, охватившее весь север Западной Европы, а на территории европейской части России ледники спускались по долинам Днепра и Дона южнее Киева, Харькова, Саратова.

Подробно изучены следы плейстоценовых оледенений на территории Северного Прибайкалья и Станового Нагорья. Исследователями Д.-Д.Б. Базаровым и другими приводятся следующие убедительные факты, свидетельствующие о многократности ледниковых эпох плейстоцена: последовательная вложенность трогов; количество конечных и боковых морен (их минимум три); их различная высота и морфологическая выраженность; наползание одних морен на другие; ярусное расположение каров и разная степень их сохранности; глубокий размыв, отделяющий следы одного оледенения от другого, - все это говорит в целом о трех самостоятельных этапах оледенений, разделенных межледниковьем. Первое оледенение было максимальным и относилось к среднему плейстоцену. Его можно сопоставить с самаровским оледенением Западной Сибири. Относительно возраста второго есть разные суждения. Его сопоставляют с тазовским (конец среднего плейстоцена) или зырянским (позднеплейстоценовым) оледенением. Последнее, вероятнее всего произошло в позднем плейстоцене и является аналогом сартанского оледенения.

Факты, подтверждающие оледенение Баргузинского хребта, приводит В.В. Ламакин, описывающий сильно развитые морены побережья Байкала вдоль всей береговой линии. Распространение нижней морены показывает, что ледники образовали на побережье Байкала широкие предгорные щиты, состоящие из целой группы ледников, спускавшихся по соседним долинам Баргузинского хребта. Мощность ледников местами достигала 500 м. По-видимому, от последней эпохи позднеплейстоценового оледенения сохранились небольшие ледники на Байкальском, Баргузинском и Кодарском хребтах.

Человечество родилось и окрепло в период великих оледенений планеты. Этих двух фактов вполне достаточно, чтобы нам проявить особый интерес к проблемам ледникового времени. Им посвящено и посвящается регулярно великое множество книг и журналов - горы фактов и гипотез. Даже если вам посчастливится овладеть ими, впереди неизбежно будут маячить нечеткие контуры новых гипотез, догадок, предположений.

В наше время ученые всех стран и всех специальностей нашли общий язык. Это математика: цифры, формулы, графики.

Почему происходят оледенения Земли, до си пор неясно. Не потому, что трудно найти причину похолоданий. Скорее потому, что причин найдено слишком много. При этом ученые приводят множество фактов в защиту своих мнений, используют формулы и результаты многолетних наблюдений.

Вот некоторые гипотезы (из огромного их числа):
Во всем виновата Земля
1) Если наша планета прежде находилась в расплавленном состоянии, значит, со временем она остывает и покрывается ледниками.

К сожалению, это простое и ясное объяснение противоречит всем имеющимся научным данным. Оледенения случались и в «молодые годы» Земли.

2) Двести лет назад немецкий философ Гердер предположил, что полюса Земли перемещаются.

Геолог Вегнер «вывернул наизнанку» эту идею: не полюса перемещаются на материки, а глыбы материков подплывают к полюсам по текучей, ниже лежащей оболочке планеты. Убедительно доказать движение материков пока не удается. Да и только ли в нем дело? В Верхоянске, например, значительно холоднее, чем на Северном полюсе, а ледники там все равно не образуются.

3) Вверх по склонам гор через каждый километр подъема температура воздуха снижается на 5-7 градусов. Начавшиеся миллионы лет назад движения земной коры привели ныне к ее поднятию на 300-600 метров. Уменьшение площади океанов дополнительно охладило планету: ведь вода - хороший аккумулятор тепла.

Но как же быть с многократными наступаниями ледника за одну и ту же эпоху? Не могла же поверхность земли так часто колебаться то вверх, то вниз.

4) Для роста ледников необходимы не только холода, но и много снега. Значит, если по какой-то причине растают льды Ледовитого океана, его воды будут усиленно испаряться и выпадать на ближайших материках. Зимние снега не успеют растаять в короткое северное лето, начнут накапливаться льды. Все это - предположения, почти без доказательства. (К слову подумалось, что было бы здорово если бы наше образование помимо стандартных предметов и тем, включало в себя и такие необычные, но в то же время важные темы, как теория оледенения Земли.)

Место под солнцем

Астрономы привыкли мыслить на языке математики. Выводы их о причинах и ритмах оледенений отличаются точностью, наглядностью и… вызывают множество сомнений. Расстояние от Земли до Солнца, наклон земной оси не остаются постоянными. На них сказывается влияние планет, формы Земли (она не шар и ось собственного вращения не проходит через ее центр).

Сербский ученый Миланкович построил график, отражающий увеличение или уменьшение со временем количества солнечного тепла для определенной параллели, в зависимости от положения Земли относительно Солнца. В дальнейшем эти графики уточнялись и дополнялись. Выявилось удивительное совпадение их с оледенениями. Казалось бы, все стало абсолютно ясно.

Однако Миланкович составил свой график лишь для последнего миллиона лет жизни Земли. А раньше? И тогда положение Земли относительно Солнца менялось периодически, а оледенений не было десятки миллионов лет! Значит, точно рассчитано влияние второстепенных причин, а самые главные остались не учтенными. Все равно, что определять часы, минуты, секунды солнечных затмений, не зная, в какие дни и годы затмения произойдут.

Этот недостаток астрономической теории пытались устранить, предполагая перемещение материков к полюсам. Но дрейф материков и сам по себе не доказан.

Пульс звезды

Ночью на небе мерцают звезды. Это красивое зрелище - оптический обман, нечто вроде миража. Ну, а если звезды и наше действительно мерцают (конечно, очень медленно)?

Тогда причину оледенений следует искать на Солнце. Но как уловить неторопливые, тысячелетиями продолжающиеся колебания его излучения?

До сих пор достоверно не установлена связь климата Земли с солнечными пятнами. На увеличение солнечной активности чутко реагируют верхние слои атмосферы. Возбуждение свое они передают к поверхности Земли. В годы высокой активности Солнца накапливается в озерах и морях больше осадков, утолщаются годичные кольца деревьев.

Достаточно убедительны доказательства одиннадцатилетнего и столетнего циклов солнечной активности. Между прочим, они прослеживаются в слоистых отложениях, отлагавшихся миллионы и даже сотни миллионов лет назад. Наше светило отличается завидным постоянством.

Но зато длительные солнечные циклы, с которыми можно связывать оледенения, почти совсем не изучены. Исследовать их - дело будущего.

Туманности…

Некоторые ученые для объяснения оледенений привлекают силы космоса. Самое простое: в своем галактическом путешествии Солнечная система минует более или менее нагретые части космоса.

Есть другое мнение: периодически изменяется интенсивность излучения Млечного Пути. В начале прошлого века была предложена очередная гипотезу. В межзвездном пространстве витают гигантские облака космической пыли. Когда Солнце проходит сквозь эти скопления (словно самолет в тучах), частицы пыли поглощают часть солнечных лучей, предназначенных Земле. Планета охлаждается. Когда среди космического облака встречаются просветы, поток тепла возрастает и Земля вновь «согревается».

Математические расчеты опровергли это предположение. Оказалось, что плотность туманностей невелика. На коротком расстоянии от Земли до Солнца влияние пыли почти не скажется.

Другие исследователи связывали повышение активности Солнца с прохождением его через космические водородные облака, считая, что тогда за счет притока нового материала яркость Солнца может увеличиваться на 10 процентов.

Гипотезу эту, как и некоторые другие, трудно опровергнуть или доказать.

Как бы это могло быть.

Слишком часто приверженцы одной какой-нибудь научной теории непримиримы к своим противникам и общая сплоченность в поисках истины уступает место несогласованным усилиям. В настоящее время этот недостаток все чаще преодолевается. Все чаще ученые высказываются за обобщение множества гипотез в единое целое.

Возможно, на своем космическом пути Солнце, попадая в различные области Галактики, то увеличивает, то уменьшает силу своего излучения (или это происходит за счет внутренних изменений в самом Солнце). Начинается медленный спад или подъем температуры на всей поверхности Земли, где главный источник тепла - солнечные лучи.

Если во время медленного «солнечного похолодания» происходят значительные поднятия земной коры, увеличивается площадь суши, изменяется направление и сила ветров, а с ними - и океанских течений, то климат в приполярных областях может существенно ухудшиться. (Не исключено дополнительное влияние перемещения полюса или дрейфа материков).

Изменения температуры воздуха будут идти быстро, в то время как океаны еще будут хранить тепло. (В частности, Северный океан еще не будет Ледовитым). Испарение с их поверхности будет высоким, и количество атмосферных осадков, в особенности снега, увеличится.

Земля вступит в ледниковую эпоху.

На фоне общего похолодания отчетливее выявится влияние на климат астрономических факторов. Но не столь четко, как показано на графике Миланковича.

Надо будет учесть и вероятные колебания излучения самого Солнца. А как же кончаются ледниковые эпохи?

Утихают движения земной коры, «жарче припекает» Солнце. Лед, вода, ветер сглаживают горы и возвышенности. Все больше осадков накапливается в океанах, и от этого, а главное - от начавшегося таяния ледников, уровень морей повышается, вода надвигается на сушу. За счет увеличения водной поверхности - дополнительное «согревание» Земли.

Потепление, как и оледенение, нарастает, словно лавина. Первые незначительные изменения климата влекут за собой другие, к ним подключаются все новые и новые…

Наконец, поверхность планеты сгладится. Потоки теплого воздуха станут беспрепятственно растекаться от экватора к полюсам. Обилие морей, хранителей солнечного тепла, будет способствовать смягчению климата. Наступит долгое «тепловое спокойствие» планеты. До грядущих оледенений.

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.

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.