Историческое землеведение. Палеогеография

Оптимум голоцена. Развитие природы в голоцене

Около 10, 3 тыс. л .н. произошел резкий перелом в развитии природных условий Северного полушария. Он ознаменовался окончательным стаиванием покровных ледников почти со всех территорий северного полушария, всеобщим потеплением и снижением континентальности климата, вызвавшим расцвет лесов. Наступил послеледниковый этап развития Земли — голоцен. Он выделяется в одном ряду с эоплей- стоценом и неоплейстоценом, но занимает значительно меньший промежуток времени — всего 10,3 тыс. лет. Основной особенностью голоцена является отсутствие в это время крупных покровных оледенений (кроме Антарктиды и Гренландии). Кроме того, об этом отрезке времени имеется значительно больше информации, чем о предыдущих, что позволяет рассматривать его более детально. Наконец, именно процессы, происходившие в голоцене, можно непосредственно применить в географическом прогнозе, распространив их тенденции на будущее время.

Голоцен, в свою очередь, делится на различные периоды, которые в единой геологической периодизации называются уровнями ( 9.2), а те, в свою очередь — на фазы. Периоды и фазы выделяются по климатическим событиям — колебаниям температуры и увлажненности, и определяются по составу спор и пыльцы в отложениях, по следам течения рек, запечатленным в рельефе и строении их пойм, археологическим находкам. Никакие другие палеогеографические обстановки, которые могли бы стать критериями выделения подразделений, в этот период не менялись — ни глобальный климат, ни неотектонические процессы, ни состав флоры и фауны.

Голоцен характеризуется чередованием теплых и холодных, сухих и влажных отрезков времени, длительность которых колеблется от нескольких сотен до первых тысяч лет. Периоды голоцена, как правило, объединяют в себе несколько таких циклов. В теплые отрезки времени ландшафты суши заметно отличаются от современных. В частности, резко сокращаются площади тундры, которая замещается лесотундрой и северной тайгой; пустыни и полупустыни тоже сокращаются и на их месте возникают сухие степи и саванны (см.  9.1). Это говорит, кстати, о том, что мы живем в холодном цикле развития природы.

Причины ритмических колебаний климатических характеристик в голоцене до сих пор точно не определены; очевидно, что это не те причины, которые приводили к дриасовым похолоданиям — там виновником считается распреснение океана из-за таяния ледников, в голоцене же ледников, кроме существующих и поныне, уже не было. Активизация образования айсбергов у берегов Антарктиды вряд ли может вызвать аналогичный эффект во всем Мировом океане. Есть мнение, что ритмические колебания условий голоцена суть автоколебания в климатической системе (цит. по А.В. Кислову). Существует также теория изменения влажности и температуры А.В. Шнитникова. Им был обнаружен цикл увлажнения — иссушения климата, равный 1850 годам. В нём выделяются трансгрессивная фаза (прохладно-влажного климата), развивающаяся быстро, но короткая (300-500 лет), регрессивная фаза (сухого и тёплого климата) развивающаяся медленно (600-800 лет), и две переходные фазы. В трансгрессивную фазу усиливается горно-долинное оледенение на Земле, увеличивается сток рек, повышается уровень озёр. В регрессивную фазу ледники наоборот отступают, реки мелеют, уровень воды в озёрах понижается.

Рассматриваемый ритм связан с изменением приливообразующих сил. Примерно через каждые 1800 лет Солнце, Луна и Земля оказываются в одной плоскости и на одной прямой, а расстояние между Землёй и Солнцем, при этом, становится наименьшим. Приливные силы при этом достигают максимального значения. В Мировом океане усиливается до максимума перемещение воды в вертикальном направлении — на поверхность поступают глубинные холодные воды, что приводит к охлаждению атмосферы и формированию трансгрессивной фазы. Со временем, "парад Луны, Земли и Солнца" нарушается, и влажность входит в "свою норму". По исследованиям горных ледников был предложен цикл несколько более продолжительный — 2,5 тыс. лет.

Предбореалъный период можно рассматривать, как переходный от позднеледни- ковья к послеледниковью — в Скандинавии еще существовали остатки ледникового покрова в виде ледника Сальпаусселькя, а в Северной Америке остатки Лаврентий- ского ледникового щита частично покрывали полуостров Лабрадор вплоть до рубежа 7 тыс. л. н.

Тем не менее, на большей части освободившихся ото льда или бывших перигляциальными территорий ледяные пустыни и тундростепи уверенно замещались лесными сообществами. Интересно, что переход к массовой залесенности происходил в морском и переходном климатах интенсивнее, чем в континентальном, где он растянулся на несколько периодов; в некоторых частях северо-восточной Сибири он до сих пор не завершился, и там сохранились фрагменты позднеледниковой растительности.

Даже в максимум предбореального потепления — 9900 л. н. температуры января в Карелии оставались ниже современных на 7°. В первой половине предбореала на северо-востоке Русской равнины сохранялись перигляциальные тундры, но в Белоруссии уже росли южнотаежные сосново-березовые, а на Украине — березово- широколиственные леса. В конце периода (9500 л. н.) наступила новая волна холода, и на северную половину Восточно-европейской равнины вновь вернулся поздне- ледниковый травянисто-кустарничковый комплекс, но уже не такой мощный, как в позднем дриасе. Температуры тогда снижались, по сравнению с нынешними, на 8° в январе и на 4° в июле, осадков было на 100 мм меньше. Эти аномалии уменьшались к востоку. Предбореальные волны тепла и холода получили название "половецкое потепление" (10,3-9,8 тыс. л. н.) и "переяславское похолодание" (9,8- 9,2 тыс. л. н.).

Начало бореалъного периода характеризуется т.н. раннебореальным оптимумом, с которым связано повышение летних температур (на 10 в центре и северо-востоке Русской равнины) и массовое распространение лесных формаций — последние вытесняли тундровые и степные элементы, соответственно, к северу и к югу. Так, на территории современной Архангельской области преобладали среднетаежные бере- зово-еловые леса, и даже на побережье Баренцева моря среди моховых тундр встречались островные леса этого вида. В лесах Украины и Белоруссии, а также в Башкирии усилилась роль широколиственных пород. На севере Среднерусской возвышенности существовала лесостепь, леса сохранялись березово-сосновыми. В Западной Сибири и восточнее установился климат с нежарким летом, умеренной зимой, большим количеством осадков — об этом свидетельствует широкое распространение темнохвойной тайги в центральных частях равнины, южнее заменяющейся березово-сосновыми редколесьями.

В конце бореала и в Восточной Европе и в Сибири теплый климат сменился холодным и влажным —наступила очередная волна похолодания (новосанчуговская). Наиболее сухо и холодно в это время было на северо-западе и западе Русской равнины, что объясняется холодным влиянием анцилового озера, в которое в тот момент превратилась Балтика (8500-8200 л. н.) (см. далее) — там вновь получила широкое распространение тундра. О сухом и холодном климате говорят также данные о снижении водности рек на севере Европейской России — на речных поймах, образовавшихся в то время, зафиксированы старицы большей кривизны, чем современные излучины русел (кривизна излучин находится в обратной зависимости от водоносности реки).

После этого похолодания, около 7,9 тыс. л. н. синхронно во всем северном полушарии произошло резкое потепление и увеличение увлажненности: начался атлантический период — период климатического оптимума голоцена. Смещение границы лес — тундра к северу достигло в это время величины 200-400 км; на Русской равнине развились широколиственные леса, причем их появление фиксируется не только на юге Карелии и в Архангельской области, но и на северо-востоке равнины. В Белоруссии господствовали широколиственные леса из дуба, граба, липы, вяза. На Украине тоже распространились эти породы вместе с сосновыми лесами. На Среднерусской возвышенности росли липовые леса, а в Башкирии и на Урале — вязовые, липовые и дубовые.

Максимум оптимума в Европе наступил примерно 5,5 тыс.л.н., в Сибири раньше — около 7 тыс. л. н. Около 6,5 тыс. л. н. и в Европе и в Сибири произошло непродолжительное похолодание. Температуры в самый теплый период оптимума были выше современных: на северо-востоке Европы — на 4°, в Скандинавии — на 2-3°, в центре Европы — на 1-2°. Следует отметить, что увеличение температуры отмечалось, скорее, на территориях, расположенных севернее 55° с.ш., тогда как к югу от нее они существенно не менялись, а южнее 40° и зимние и летние температуры понижались примерно на Г. Южная граница лесов, в отличие от северной, оставалась постоянной и соответствовала современному положению ( 9.4). Повсеместно произошло увеличение количества осадков — на севере на 100 мм больше, чем сейчас, в центральной части равнины — на 50 мм. Отмечено увеличение осадков и в Прикаспии — с 300-350 мм до 400-450 мм. Не исключено, что из-за этого снижались здесь летние температуры. Атлантический период являлся наиболее влажным и в тропиках Северного полушария — в Сахаре преобладали сухие степи, по ней текли реки, а в речных разливах и влажных низинах жили крокодилы и бегемоты. Подобное изменение климата связывается с усилением в атлантический период голоцена циклонической деятельности и одновременным ослаблением Азиатского максимума, а эти события, в свою очередь, объясняются изменением одного из параметров Миланковича — угол наклона земной оси рассчитан для того времени как 24,1° (сейчас 23,5°).

Суббореалъный период, как и его предшественники, характеризуется волнами холода и тепла; особо выделяются раннесуббореальное похолодание (4,6-4,2 тыс. л. и.), среднесуббореальное потепление (4,5-3,4 тыс. л. н.) и позднесуббореальное похолодание и увеличение влажности (3,4-2,5 тыс. л. н.). В начале периода, в северовосточной части Европейской России и в Сибири произошло наступление тундры — южная граница европейской тундры сместилась к югу на 100-200 км; кроме того, там произошло сокращение площадей, занятых темнохвойной тайгой. В центре Русской равнины и на Урале отмечается сокращение пыльцы вяза, что говорит о замене широколиственных пород сосной и елью. На Среднерусской возвышенности преобладали березовые леса и злаково-разнотравные степи, в Белоруссии широколиственные леса заменились смешанными. То же происходило и на Украине.

С этим похолоданием связывается начало иссушения тропических зон: уменьшение контрастов температуры привело к ослаблению муссонной циркуляции, сокращению количества осадков и дальности их переноса вглубь Африки, Индии, Австралии, аридизации ландшафтов и превращению их в пустынные (по-видимому, не без участия древнего человека). Эти процессы повлияли на закат Древнего Царства в Египте и других тропических цивилизаций.

В середине периода (3500 л. н.) произошло потепление (особенно на севере Европы, где температуры были выше современных на 2-3°). На юго-востоке Восточной Европы оно сопровождалось резким снижением увлажнения и вошло в историю как ксеротермический период голоцена. Осадков на средней Волге и Каме выпадало всего около 50 мм в год, (сейчас 450 мм). На многих реках снизилась водность, уменьшилась кривизна излучин, разветвленные реки стали меандрировать, поймы перестали затапливаться и превратились в первые террасы, на которых стали формироваться зональные почвы. Все это видно по конфигурации пойменного рельефа, возникшего, как известно, в процессе горизонтальных блужданий речных русел. Вместе с тем, на севере Восточной Европы, а также в Восточной Сибири и в Якутии подобного снижения осадков в это время не было, а в Западной Сибири оно зафиксировано позже.

Во второй половине суббореального периода (3000-2600 л.и.) вновь наступило похолодание, известное в исторических хрониках как ''похолодание железного века". Начался расцвет еловых лесов на Русской равнине, кроме ее северо-восточных областей, где вновь стали развиваться тундровые кустарниковые формации. На северо- западе Европы стали распространяться влаголюбивые породы — бук и граб, что говорит об увеличении увлажнения территории. Это же подтверждается палеогид- рологическими данными, согласно которым стала увеличиваться водоносность рек, из-за чего многие из них даже сменили меандрирование на разветвление на рукава; сформировавшиеся было на поймах зональные почвы оказались засыпанными свежим наилком, так как поймы вновь стали затапливаться во время половодий. В Западной Сибири в конце суббореала наступил свой ксеротермический период, когда количество осадков на юго-востоке страны сократилось с 500 до 350 мм.

Субатлантический период характеризуется продолжением роста увлажнения климата; на Русской равнине распространились темнохвойные леса, которые затем деградировали (около одной тысячи лет назад), заменившись березово-сосновыми. В Сибири обосновались сосновые, кедровые и листвиничные леса, а на Сахалине и Камчатке сохранились темнохвойные сообщества. В целом, состав растительности приблизился к современному. Однако уже в это время начинает становиться замет

ным влияние человека на ландшафты Центральной и Южной Европы, которые выразились в смене первичных еловых, смешанных и широколиственных лесов вторичными березово-осиново-сосновыми, а также степями. Так, почти полностью исчезли за субатлантическое время дубравы Среднерусской возвышенности.

Субатлантический период — это современный период, который изучен еще более полно, чем остальные периоды голоцена. Он ненамного больше нашей эры, это историческое время, которое можно исследовать с помощью исторических материалов. Ему будет посвящен отдельный раздел пособия.

Позднеледниковье и первая половина голоцена характеризуется устойчивым подъемом уровня Мирового океана, который начался около 16 тыс. л. н. из-за начала таяния ледниковых покровов, и закончился около 6 тыс. л. н. во время голоценового оптимума. После этого средний уровень океана приблизился к современному, хотя и во время подъема и после него он испытывал ритмические колебания с амплитудой до 15 м и периодом около 2 тыс. лет ( 9.5), вызванные, по-видимому, колебаниями увлажненности материков согласно климатическим циклам А.В. Шнитиникова.