Дрейф материков и глобальная эволюция Земли

ЭВОЛЮЦИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ В КАЙНОЗОЕ. Похолодание и оледенения. Плейстоценовые ледники

В течение кайнозоя продолжалось дальнейшее раздвигание континентов. Однако главным событием этого времени было почти полное закрытие океана Тетис, приведшее к близкому соприкосновению Африки и Евразии. На месте океана Тетис сохраняется реликтовое Средиземное море.

В палеоцене начинается перестройка границ плит в Северной Атлантике и Арктическом бассейне. В это время от Евразии и Северо-Американского континента обособилась Гренландская плита. Австралия откололась от Восточной Антарктиды и начала двигаться в северном направлении, в сторону Евразии. В олигоценовую эпоху произошло столкновение Индии с Евразией, что обусловило раскол Центральной Азии и возникновение горных сооружений. В миоценовую эпоху конфигурация границ плит была такой же, как и в настоящее время. Таким образом, дрейф материков в течение кайнозойской эры по сравнению с предшествующими периодами происходил в основном в широтном направлении.

На протяжении кайнозойской эры происходило похолодание. Однако, несмотря на прогрессивный характер, похолодание развивалось неравномерно и неоднократно сменялось потеплениями, вслед за которыми наступали более резкие похолодания.

Интенсивный расход углекислоты в течение мелового периода, вызванный осадконакоплением во время трансгрессии, а также появлением и широким расселением покрытосеменной растительности, способствовал снижению температурного режима. Особенно резкое уменьшение среднеглобаль- ных температур произошло в середине датского века. Палеоценовые температуры по сравнению с позднеме- ловьши были примерно на 2—3° ниже. Однако уже в конце палеоцена вновь наблюдается повышение температур, особенно интенсивное в эоценовую эпоху. Максимальными температурами за всю кайнозойскую историю отличалась середина эоцена. Тропический режим со среднегодовыми температурами 24—2 8 ° С был свойствен огромным территориям. В эоценовую эпоху экваториальный и тропический пояса достигали максимальной ширины. В это время многие тропические организмы проникли в средние и даже в высокие широты. В приполярных районах накапливались осадки, сходные с современными осадками тропических областей. О более высокой, чем в настоящее время, температуре приполярных вод свидетельствует отсутствие в палеогене пояса кремнена- копления. Зона антарктического подъема вод, служащая ныне первопричиной формирования кремнистого пояса, если и существовала, то в сильно редуцированном виде.

В олигоценовую эпоху температуры постепенно снижаются, и уже в конце олигоцена среднеглобальная температура была выше современной на 4—5° С, в то время как в эоцене она превышала современную на 9—10°.

Изменение температурного режима в олигоценовую эпоху происходило как в северном, так и в южном полушариях. В северном полушарии средние температуры в середине эоцена составляли 22—25° С, а во второй половине олигоцена они снизились до 15—18°. Более интенсивно снижались температуры в южном полушарии. По данным Н. Шеклтона и Дж. Кеннета, к югу от Новой Зеландии температуры поверхностных вод в палеоцене и эоцене составляли 18—20° С, а в олигоцене они снизились до 7° С. Это соответствует среднегодовой температуре, наблюдаемой в настоящее время. Столь сильное понижение температур в южном полушарии не могло не вызвать появления льдов в приполярных районах.

Большую роль в появлении обширного оледенения Антарктиды сыграло окончательное формирование Антарктического циркумполярного течения, возникшего в середине олигоценовой эпохи, в тот период, когда между Австралией и Антарктидой образовался глубокий пролив. С образованием циркумполярного течения Антарктида, расположенная в приполярной области, обособилась от других материков как географически, так и метеорологически. В это время сильно сокращается обмен водами между полярными и сравнительно теплыми средними широтами; усиливаются разделяющий эти области атмосферный фронт и циклоническая деятельность, что в конечном счете приводит к появлению покровного оледенения.

В результате оледенения Антарктиды в неогеновый период произошло дальнейшее похолодание на Земле, так как увеличение альбедо поверхности планеты привело к тому, что она в целом стала недополучать значительное количество солнечной энергии (Монин, Шишков, 1979).

В северном полушарии первые горные ледники появились около 8—10 млн. лет назад, хотя появление мариногляциальных осадков в Северном Ледовитом океане датируется 4,5—4,8 млн. лет. В то же время возникновение первых покровных оледенений в северном полушарии американские исследователи датируют серединой плиоцена (около 3 млн. лет), а возникновение ледяного покрова в Северном Ледовитом океане — 0,7—0,8 млн. лет назад.

Таким образом, в конце плиоцена в северном полушарии начинается оледенение, совпадающее с максимумом оледенения в южном полушарии.

С начала плейстоценового времени проявляется ритмический характер климатических изменений более низкого порядка. В высоких и средних широтах периоды оледенения сменяются межледниковьями, а в низких — плювиальные эпохи ксеротермически- ми. Эти изменения климата синхронно прослеживаются в северном и южном полушариях. Изотопно-кислородные данные по органогенным карбонатам говорят об одновременности наступа- ния ледниковых эпох в западном и восточном полушариях.

Как свидетельствуют данные советских географов К. К. Маркова и А. А. Величко, на континентах в плейстоцене на фоне ритмических изменений климата происходило прогрессивное похолодание, причем каждое последующее оледенение было суровее предшествующего, а каждое межледниковье было не столь теплое. Своего наибольшего развития смещение природных областей, границ распространения многолетней мерзлоты и ледниковых покровов достигло в эпоху предпоследнего оледенения. В то же время наиболее суровым климат был в период валдайского оледенения. Противоречие, выразившееся в относительно слабом развитии ледникового покрова при суровом климате, А. А. Величко объясняет тем, что при низкой температуре влаги не хватало, а значительная часть океанов покрывалась льдами.

Таким образом, основная тенденция развития климата начиная с мелового периода проявляется в виде наступления похолодания при существовавших колебаниях климата в ту или иную сторону. В связи с прогрессивно развивающимся похолоданием встает важнейший вопрос современности: что ждет нашу планету в ближайшем и отдаленном будущем?

Как свидетельствуют палеоклиматические материалы, последнее кайнозойское оледенение не является уникальным, так как на протяжении фанерозоя было три крупных оледенения. Широко распространены тилли- ты и среди протерозойских образований.

Несмотря на то что проблеме будущего климата планеты посвящено множество работ, среди ученых нет однозначного ответа на этот важнейший вопрос. Многие климатологи и геологи склоняются к мысли, что современная эпоха представляет собой очередное межледниковье, которое должно завершиться через 10—15 тыс. лет, и вслед за этим наступит новое оледенение. Однако ряд исследователей, и в их числе М. И. Буды- ко, считают, что на планете в ближайшем будущем наступит потепление, и оно будет сильно сказываться на хозяйственной деятельности человека. Потепление приведет к деградации оледенения в Антарктиде и Гренландии, что вызовет подъем уровня океана примерно на 60—100 м, исчезновение многолетней мерзлоты и смещение в направлении к полюсам климатических зон. Особенно значительный урон от этого может понести сельское хозяйство, так как произойдет смещение в современные сельскохозяйственные области аридных секторов.

Несмотря на естественною убыль углекислоты в атмосфере, приток ее в результате хозяйственной деятельности человека, главным образом за счет сжигания топлива, весьма велик. Это приведет к увеличению парникового эффекта и повышению температуры. Вместе с тем определенное сдерживающее влияние оказывает запыленность атмосферы. Немаловажную роль в этом случае играет не столько человечество, сколько вулканическая деятельность. С одной стороны, при извержениях вулканов в атмосферу выбрасывается значительное количество пепла, который снижает прозрачность атмосферы, приводит к уменьшению величины поступающей солнечной радиации и понижению температуры. С другой стороны, в результате интенсивной вулканической деятельности в атмосферу поступает большое количество углекислоты и многих летучих соединений, способствующих увеличению температурного режима земной поверхности.

Конечно, не только солнечная радиация и состав атмосферы играют существенную роль в формировании климата, значительное влияние на изменение климата нашей планеты оказывает и дрейф материков. Движение материков и приток солнечной радиации — два независимых друг от друга процесса, которые совместно участвуют в формировании климата. От перемещения литосферных плит и взаимодействия их между собой в первую очередь зависит рельеф земной поверхности, так активно влияющий на распределение тепла. Большую роль в распределении тепла на Земле играет расположение в ее полярных областях суши или вод океана. Когда на полюсах располагались материки, то происходило глобальное похолодание, которое, как правило, приводило к активному оледенению, а когда пространство вблизи полюсов занимали океаны, то в приполярных областях господствовал умеренно теплый климат. Кроме того, в процессе движения литосферных плит, как известно, происходила активная вулканическая деятельность.