Начинается ледниковый период. Четвертичный период кайнозойской эры: животные, растения, климат

Последний ледниковый период

В эту эпоху под ледяным покровом находилось 35% суши (по сравнению с 10% в настоящее время).

Последний ледниковый период не был лишь природной катастрофой. Невозможно понять жизнь планеты Земля, не учитывая эти периоды. В промежутках между ними (известных как межледниковые периоды) жизнь процветала, но затем в очередной раз неумолимо надвигался лед и приносил гибель, однако жизнь полностью не исчезала. Каждый ледниковый период был отмечен борьбой за выживание разных видов, происходили глобальные климатические изменения, а в последний из них появился новый вид, ставший (с течением времени) главенствующим на Земле: это был человек.
Ледниковые периоды
Ледниковые периоды - это геологические периоды, характеризующиеся сильным охлаждением Земли, на протяжении которых обширные пространства земной поверхности покрывали льды, наблюдался высокий уровень влажности и, естественно, исключительный холод, а также самый низкий из известных современной науке уровень моря. Общепринятой теории, касающейся причин наступления ледникового периода, нет, однако начиная с XVII века объяснения предлагались самые различные. Согласно существующему на сегодняшний момент мнению, это явление было вызвано не одной причиной, а стало результатом воздействия трех факторов.

Изменения в составе атмосферы — иное соотношение двуокиси углерода (углекислого газа) и метана — вызвали резкое снижение температуры. Это похоже на явление, обратное тому, что мы называем сейчас глобальным потеплением, но в значительно больших масштабах.

Оказали влияние и движения континентов, вызванные циклическими изменениями орбиты движения Земли вокруг Солнца, и в дополнение изменение угла наклона оси планеты относительно Солнца.

Земля получала меньше солнечного тепла, она остывала, что и привело к оледенению.
Земля переживала несколько ледниковых периодов. Самое масштабное оледенение происходило 950-600 млн лет назад в докембрийскую эру. Затем в эпоху миоцена - 15 млн лет назад.

Следы оледенения, которые можно наблюдать в настоящее время, представляют наследие последних двух миллионов лет и относятся к четвертичному периоду. Этот период изучен учеными лучше всего и разделен на четыре периода: гюнцское, миндельское (миндель), рисское (рисе) и вюрмское. Последнее соответствует последнему ледниковому периоду.

Последний ледниковый период
Вюрмская стадия оледенения началась приблизительно 100 000 лет назад, достигла максимума через 18 тысяч лет и спустя 8 тысяч лет пошла на убыль. За это время толщина льда достигла 350-400 км и покрыла треть суши выше уровня моря, иначе говоря, в три раза большее пространство, чем теперь. Если исходить из количества льда, которым в настоящее время покрыта планета, можно получить некоторое представление о площади оледенения в тот период: в наши дни ледники занимают 14,8 млн км2 или около 10% земной поверхности, а в ледниковый период они покрывали территорию в 44,4 млн км2, что составляет 30% поверхности Земли.

Согласно предположениям, на севере Канады лед покрывал площадь в 13,3 млн км2, в то время как сейчас подо льдом находится 147,25 км2. Такое же различие отмечается и в Скандинавии: 6,7 млн км2 в тот период по сравнению с 3910 км2 в настоящее время.

Ледниковый период одновременно наступил на обоих полушариях, хотя на Севере лед распространился на более обширные пространства. В Европе ледник захватил большую часть Британских островов, север Германии и Польшу, а в Северной Америке, где вюрмское оледенение называется «висконсинская ледниковая стадия», слой льда, спустившегося с Северного полюса, закрыл всю Канаду и распространился южнее Великих озер. Как и озера в Патагонии и Альпах, они образовались на месте выемок, оставшихся после таяния ледовой массы.

Уровень моря опустился почти на 120 м, вследствие чего обнажились большие пространства, покрытые в настоящее время морской водой. Значение этого факта огромно, поскольку стали возможны крупномасштабные миграции человека и животных: гоминиды смогли совершить переход из Сибири на Аляску и переселиться из континентальной Европы в Англию. Вполне возможно, что в межледниковые периоды два крупнейших на Земле ледяных массива - Антарктида и Гренландия - претерпели на протяжении истории небольшие изменения.

На пике оледенения показатели средней величины падения температуры существенно различались в зависимости от местности: 100 °С - на Аляске, 60 °С - в Англии, 20 °С - в районе тропиков и практически остались неизменными на экваторе. Проведенные исследования последних оледенений в Северной Америке и Европе, произошедших в эпоху плейстоцена, дали одинаковые результаты в этой геологической области в рамках последних двух (приближенно) миллионов лет.

Для понимания эволюции человечества особую важность представляют последние 100 000 лет. Ледниковые периоды стали суровым испытанием для обитателей Земли. После окончания очередного оледенения им снова приходилось приспосабливаться, учиться выживать. Когда стал теплее климат, повысился уровень моря, появились новые леса и растения, произошел подъем суши, освободившейся от давления ледяного панциря.

У гоминидов оказалось больше всего природных данных, чтобы приспособиться к изменившимся условиям. Они смогли переселиться в районы с наибольшим количеством пищевых ресурсов, где и начался медленный процесс их эволюции.
Не дорогокупить детскую обувь оптом в Москве

« Предыдущая запись | Следующая запись »

1,8 миллионов лет назад начался четвертичный (антропогенный) период геологической истории земли продолжающийся и поныне.

Расширялись бассейны рек. Шло быстрое развитие фауны млекопитающихся, особенно мастодонтов (которые позднее вымрут, как и многие другие древние виды животных), копытных и высших обезьян. В этот геологический период истории земли появляется человек (отсюда и слово антропогенный в названии этого геологического периода).

На четвертичный период приходится резкое изменение климата на всей Европейской части России. Из теплого и влажного средиземноморского, он превратился в умеренно-холодный, а затем и в холодно-арктический. Это привело к оледенению. Льды накапливались на Скандинавском полуострове, в Финляндии, на Кольском полуострове и растекались к югу.

Окский ледник своим южным краем покрыл и территорию современного Каширского района, в том числе и наш край. Первое оледенение было самым холодным, древесная растительность в районе Оки исчезла почти полностью. Продержался ледник недолго.Первое четвертичное оледенение достигло долины Оки, отчего и получило наименование «Окского оледенения». Ледник оставил моренные отложения, в которых преобладают валуны местных осадочных пород.

Но такие благоприятные условия снова сменил ледник. Оледенение было планетарного масштаба. Началось грандиозное днепровское оледенение. Толщина Скандинавского ледникового щита достигала 4-х километров. Ледник двинулся через Балтику в Западную Европу и Европейскую часть России. Границы языков днепровского оледенения проходили в районе современного Днепропетровска и почти достигли Волгограда.

Мамонтовая фауна

Климат снова потеплел и стал средиземноморским. На месте ледников распространилась теплолюбивая и влаголюбивая растительность: дуб, бук, граб и тис, а также липа, ольха, береза, ель и сосна, орешник. В болотах росли папоротниковые, характерные для современной Южной Америки. Началась перестройка речной системы и формирование четвертичных террас в долинах рек. Этот период получил название межледниковый окско-днепровский век.

Ока послужила своеобразным барьером для продвижения ледяных полей. По мнению ученых, правобережье Оки, т.е. наш край, не превратился в сплошную ледяную пустыню. Здесь были поля льдов, чередуемые с промежутками протаявших возвышенностей, между которыми текли реки из талых вод и скапливались озера.

Потоки льда днепровского оледенения принесли в наш край ледниковые валуны из Финляндии и Карелии.

Долины старых рек заполнились среднеморенными и флювиогляциальными отложениями. Вновь потеплело, и ледник стал таять. Потоки талых вод устремились на юг по руслам новых рек. В этот период формируются третьи террасы в речных долинах. Во впадинах образовывались большие озера. Климат был умеренно холодным.

В нашем крае господствовали лесостепная растительность с преобладанием хвойных и березовых лесов и больших участков степей, покрытых полынью, лебедой, злаками и разнотравьем.

Межстадиальная эпоха была короткой. Ледник вновь вернулся в Подмосковье, но не достиг Оки, остановившись недалеко от южной окраины современной Москвы. Поэтому это третье оледенение получило название Московского. Некоторые языки ледника достигали долины Оки, но до территории современного Каширского района они не дошли. Климат был суровым, и ландшафт нашего края становится близким к степной тундре. Леса почти исчезают и их места занимают степи.

Наступило новое потепление. Реки снова углубляли свои долины. Сформировались вторые террасы рек, изменилась гидрография Подмосковья. Именно в тот период образовалась современная долина и бассейн Волги, впадающей в Каспийское море. Ока, а с ней и наша речка Б. Смедва и ее притоки, вошли в Волжский речной бассейн.

Данный межледниковый период по климату прошел этапы от континентально умеренного (близкого к современному) до теплого, с средиземноморским климатом. В нашем крае вначале доминировали березы, сосна и ель, а потом снова зазеленели теплолюбивые дубы, буки и грабы. В болотах росла кувшинка бразения, которую сегодня встретишь лишь в Лаосе, Камбодже или Вьетнаме. В конце межледникового периода снова доминировали березово-хвойные леса.

Эту идиллию испортило Валдайское оледенение. Лед со Скандинавского полуострова вновь устремился на юг. В этот раз ледник не дошел до Подмосковья, но изменил наш климат на субарктический. На многие сотни километров, в том числе и по территории нынешнего Каширского района и сельского поселения Знаменское, протянулась степь-тундра, с высохшей травой и редким кустарником, карликовыми березами и полярными ивами. Эти условия были идеальны для мамонтовой фауны и для первобытного человека, который тогда уже обитал на границах ледника.

В период последнего Валдайского оледенения сформировались первые террасы рек. Окончательно оформилась гидрография нашего края.

Следы ледниковых эпох встречаются в Каширском районе часто, но их трудно выделить. Разумеется, большие каменные валуны - это следы ледниковой деятельности днепровского оледенения. Их притащил лед из Скандинавии, Финляндии и с Кольского полуострова. Самые древние следы ледника - это моренный или валунный суглинок, представляющий из себя беспорядочную смесь глины, песка, камней бурого цвета.

Третья группа ледниковых пород - пески, получившиеся в результате разрушения моренных слоев водой. Это пески с крупной галькой и камнями и пески однородные. Их можно наблюдать на Оке. К ним относятся и Белопесоцкие пески. Часто встречающиеся в долинах рек, ручьев, в оврагах слои кремневой и известковой щебенки являются следами русла древних рек и ручьев.

С новым потеплением наступила геологическая эпоха голоцена (он начался 11 тысяч 400 лет назад), продолжающегося и в наши дни. Окончательно сформировались современные речные поймы. Мамонтовая фауна вымерла, а на месте тундры появились леса (вначале еловые, затем березовые, а позднее смешанные). Флора и фауна нашего края приобрела черты современной - той, что мы видим сегодня. При этом левый и правый берега Оки до сих пор сильно отличаются своим лесным покровом. Если на правом берегу преобладают смешанные леса и много открытых участков, то на левом берегу доминируют сплошные хвойные леса - это следы ледниковых и межледниковых изменений климата. На нашем берегу Оки ледник оставил меньше следов и климат у нас был несколько мягче, чем на левом берегу Оки.

Геологические процессы продолжаются и сегодня. Земная кора в Подмосковье за последние 5 тысяч лет поднимается лишь слегка, со скоростью 10 см в столетие. Формируется современный аллювий Оки и других рек нашего края. К чему это приведет спустя миллионы лет, мы можем только догадываться, ибо, кратко познакомившись с геологической историей нашего края, мы смело можем повторить русскую поговорку: «Человек предполагает, а Бог располагает». Поговорка эта особенно актуальна, после того как мы в этой главе убедились, что человеческая история - это песчинка в истории нашей планеты.

ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД

В далёкие-далёкие времена там, где теперь Ленинград, Москва, Киев, было всё по-другому. Густые леса росли по берегам древних рек, и бродили там косматые мамонты с загнутыми бивнями, огромные мохнатые носороги, тигры и медведи гораздо больше теперешних.

Постепенно в этих местах становилось холоднее и холоднее. Далеко на севере каждый год выпадало так много снега, что его скопились целые горы - побольше, чем теперешние Уральские. Снег слёживался, превращался в лёд, потом стал медленно-медленно расползаться, растекаться во все стороны.

На древние леса надвинулись ледяные горы. Дули с этих гор холодные, злые ветры, замерзали деревья и бежали от холода на юг звери. А ледяные горы ползли дальше на юг, выворачивая по пути скалы и двигая перед собой целые холмы земли и камней. Доползли они до того места, где стоит теперь Москва, и поползли ещё дальше, в тёплые южные страны. Дошли они до жаркой волжской степи и остановились.

Здесь, наконец, их пересилило солнце: ледники стали таять. Потекли от них огромные реки. И льды отступили, растаяли, а массы камней, песка и глины, которые принесли ледники, так и остались лежать в южных степях.

Ещё не один раз надвигались с севера страшные ледяные горы. Видел булыжную мостовую? Такие небольшие камни принесены ледником. А бывают валуны с дом. Они и теперь лежат на севере.

Но льды могут двинуться снова. Только не скоро. Может, тысячи лет пройдут. И не только солнце будет тогда бороться со льдом. Если будет нужно, люди применят АТОМНУЮ ЭНЕРГИЮ и не пустят ледник на нашу землю.

Когда завершился ледниковый период?

Многие из нас полагают, что ледниковый пе­риод закончился очень давно и никаких его сле­дов не осталось. Но геологи заявляют, что мы только приближаемся к окончанию ледникового периода. А жители Гренландии все еще живут в ледниковом периоде.

Примерно 25 тысяч лет назад народы, насе­лявшие центральную часть СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ, видели лед и снег круглый год. Огромная стена льда простиралась от Тихого до Атлантического океана, а на север - до самого полюса. Это было на заключительной стадии ледникового периода, когда вся территория Канады, большая часть Сое­диненных Штатов и северо-западная часть Евро­пы были покрыты слоем льда толщиной более од­ного километра.

Но это не значит, что было всегда очень хо­лодно. В северной части США температура толь­ко на 5 градусов была ниже современной. Холод­ные летние месяцы вызвали ледниковый период. В это время тепла было недостаточно, чтобы рас­топить лед и снег. Он накапливался и в конце концов покрыл всю северную часть этих районов.

Ледниковый период состоял из четырех эта­пов. В начале каждого из них образовывался лед продвигаясь на юг, затем таял и отступал к Се­верному ПОЛЮСУ. Это происходило, как считают, четыре раза. Холодные периоды называют «оледе­нением», теплые - «межледниковым» периодом.

Считается, что первый этап в Северной Аме­рике начался около двух миллионов лет назад, второй - примерно 1 250 000 лет назад, тре­тий - около 500 000 лет назад, а последний - примерно 100 000 лет назад.

Скорость таяния льда на последнем этапе лед­никового периода в различных районах была нео­динаковой. Например, в районе расположения со­временного штата Висконсин в США таяние льда началось примерно 40 000 лет назад. Лед, кото­рый покрывал район Новой Англии в США, ис­чез около 28 000 лет назад. А территорию совре­менного штата Миннесота лед освободил только 15 000 лет назад!

В Европе Германия освободилась ото льда 17 000 лет назад, а Швеция - только 13 000 лет назад.

Почему ледники существуют и в наши дни?

Огромную массу льда, с образования которой начался ледниковый период в Северной Америке, назвали «континентальным ледником»: в самом центре его толщина достигала 4,5 км. Возможно, этот ледник формировался и таял четыре раза за весь ледниковый период.

Ледник, который покрывал другие части света, некоторых местах не растаял! Например, огром­ный остров Гренландия все еще покрыт континен­тальным ледником, за исключением узкой при­брежной полосы. В своей средней части ледник иногда достигает толщины более трех километров. Антарктида также покрыта обширным континен­тальным ледником толщиной льда в некоторых местах до 4 километров!

Поэтому причиной, почему в некоторых райо­нах земного шара имеются ледники, является то, что они не растаяли с ледникового периода. Но основная часть ледников, встречающихся сейчас, образовалась недавно. В основном они располо­жены в горных долинах.

Они берут свое начало в широких, пологих, по форме напоминающих амфитеатры, долинах. Снег попадает сюда со склонов в результате обвалов и лавин. Такой снег не тает летом, с каждым годом становясь все глубже.

Постепенно давление свер­ху, некоторое оттаивание, повторное заморажива­ние удаляют воздух из донной части этой снеж­ной массы, превращая ее в твердый лед. Воздей­ствие веса всей массы льда и снега сдавливает всю массу и заставляет ее двигаться вниз по до­лине. Такой движущийся язык льда и есть горный ледник.

В Европе в Альпах известно более 1200 таких ледников! Они также существуют на Пиренеях, в Карпатах, на Кавказе, а также в горах южной ча­сти Азии. На юге Аляски находятся десятки тысяч подобных ледников, некоторые длиной от 50 до 100 км!

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.

За последний миллион лет ледниковый период на Земле наступал примерно каждые 100000 лет. Этот цикл существует на самом деле, и разные группы ученых в разное время пытались найти причину его существования. Правда, превалирующей точки зрения по этому вопросу пока нет.

Более миллиона лет назад цикл был другим. Ледниковый период сменялся потеплением климата примерно раз в 40 тыс. лет. Но затем периодичность наступления ледников сменилась с 40 тыс. лет до 100 тыс. Почему так случилось?

Эксперты из Кардиффского университета предложили собственное объяснение этому изменению. Результаты работы ученых были опубликованы в авторитетном издании Geology. По мнению специалистов, основная причина смены периодичности наступления ледниковых периодов - это океаны, вернее, их способность поглощать углекислый газ из атмосферы.

Изучая отложения, составляющие дно океанов, команда обнаружила, что концентрация СО 2 изменяется от слоя к слою отложений как раз с периодом в 100 тыс. лет. Вполне вероятно, говорят ученые, что излишки углекислого газа были извлечены из атмосферы поверхностью океана с дальнейшим связыванием этого газа. В результате среднегодовая температура постепенно понижается, и наступает очередной ледниковый период. И так получилось, что продолжительность ледникового периода более миллиона лет назад увеличилась, а цикл «тепло-холод» стал более длительным.

«Вероятно, океаны поглощают и выделяют углекислый газ, и когда льдов становится больше, океаны поглощают больше углекислого газа из атмосферы, делая планету холоднее. Когда льдов мало, океаны выделяют углекислый газ, так что климат становится теплее», - говорит профессор Кэрри Лиар (Carrie Lear). «Изучая концентрацию углекислого газа в останках крошечных существ (здесь имеются в виду осадочные породы, - прим.ред.), мы узнали о том, что в периоды, когда площадь ледников увеличивалась, океаны поглощали больше углекислого газа, так что можно предположить, что в атмосфере его становится меньше».

Морские водоросли, как утверждают специалисты, играли основную роль в поглощении CO 2 , поскольку углекислый газ является важнейшим компонентом процесса фотосинтеза.

Углекислый газ попадает из океана в атмосферу в результате апвеллинга. Апвеллинг (англ. upwelling) или подъём - это процесс, при котором глубинные воды океана поднимаются к поверхности. Наиболее часто наблюдается у западных границ материков, где перемещает более холодные, богатые биогенами воды с глубин океана к поверхности, замещая более тёплые, бедные биогенами поверхностные воды. Также может встречаться практически в любом районе мирового океана.

Слой льда на поверхности воды предотвращает попадание углекислого газа в атмосферу, так что, если замерзает значительная часть океана, это продлевает продолжительность ледникового периода. «Если мы считаем, что океаны выделяют и поглощают углекислый газ, то мы должны понимать, что большое количество льда предотвращают этот процесс. Это как крышка на поверхности океана», - говорит профессор Лиар.

При увеличении площади ледников на поверхности льда не только снижается концентрация «согревающего» CO 2 , но и увеличивается альбедо тех регионов, которые покрыты льдом. В результате планета получает меньше энергии, а значит, еще быстрее охлаждается.

Сейчас на Земле межледниковый, тёплый период. Последний ледниковый период закончился около 11000 лет назад. С тех пор среднегодовая температура и уровень моря постоянно повышаются, а количество льда на поверхности воды океанов снижается. В результате, как считают ученые, в атмосферу поступает большое количество CO 2 . Плюс ко всему, углекислый газ производит и человек, причем в огромных количествах.

Все это привело к тому, что в сентябре концентрация углекислого газа в атмосфере Земли повысилась до 400 частей на миллион. Этот показатель увеличился с 280 до 400 частей на миллион всего за 200 лет развития промышленности. Скорее всего, СО 2 в атмосфере в обозримом будущем не станет меньше. Все это должно повлечь за собой увеличение среднегодовой температуры на Земле примерено на +5°C в ближайшую тысячу лет.

Специалисты кафедры изучения климата в Потсдамской обсерватории недавно построили модель земного климата с учетом глобального цикла углерода. Как показала модель, даже при минимальных показателях выброса углекислого газа в атмосферу ледниковый щит Северного полушария не сможет увеличиваться. Это означает, что наступление следующего ледникового периода может сдвинуться вперед минимум на 50-100 тысяч лет. Так что впереди нас ждет очередное изменение цикла «ледники-потепление», на этот раз за это отвечает человек.

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)

Ученые отмечают, что ледниковый период - это часть ледовой эры, когда земные покровы скрывает лед на долгие миллионы лет. Но многие называют ледниковым периодом отрезок истории Земли, который завершился порядка двенадцати тысяч лет назад.

Стоит отметить, что история ледникового периода имела огромное количество неповторимых особенностей, которые не дошли до нашего времени. Например, уникальные животные, которые смогли приспособиться к существованию в этом непростом климате - мамонты, носороги, саблезубые тигры, пещерные медведи и другие. Они были покрыты густым мехом и довольно крупных размеров. Травоядные животные приспосабливались добывать пищу из под заледенелой поверхности. Возьмем носорогов, они разгребали рогом лед и питались растениями. Как не странно, растительность была разнообразной. Конечно, многие виды растений исчезли, но травоядные животные свободно получали доступ к пище.

Несмотря на то, что древние люди были некрупных размеров и не обладали покровом шерсти, они тоже смогли выжить во времена ледникового периода. Жизнь их была невероятно опасной и трудной. Они строили себе маленькие жилища и утепляли их шкурами убитых животных, а мясо употребляли в пищу. Люди придумывали различные ловушки, чтобы заманить туда крупных животных.

Рис. 1 - Ледниковый период

Впервые об истории ледникового периода заговорили в восемнадцатом веке. Тогда начала закладываться геология, как научная отрасль, и ученые принялись выяснять какое происхождение имеют валуны в Швейцарии. Большинство исследователей сошлись в единой точке зрения, что они имеют ледниковое начало. В девятнадцатом веке было выдвинуто предположение, что климат планеты был подвержен резким похолоданиям. А чуть позднее был оглашен и сам термин "ледниковый период" . Ввел его Луи Агассис, чьи идеи сначала не признавались широкой общественностью, но затем было доказано, что многие его труды действительно имеют под собой основания.

Помимо того, что геологи смогли установить тот факт, что ледниковый период имел место быть, они ещё и попытались выяснить по какой причине он возник на планете. Самое распространенное мнение гласит о том, что движение литосферных плит может блокировать теплые течения в океане. Это постепенно вызывает образование массива льда. Если масштабные ледниковые покровы уже образовались на поверхности Земли, то они будут вызывать резкое похолодание, отражая солнечный свет, а значит и тепло. Ещё одной причиной образования ледников, могло стать изменение уровня парниковых эффектов. Наличие больших арктических массивов и быстрое распространение растений, устраняет парниковый эффект за счет замены углекислого газа на кислород. Какой бы не была причина образования ледников - это очень долгий процесс, который может усиливать и влияние солнечной активности на Землю. Изменения орбиты нашей планеты вокруг Солнца делают ее крайне восприимчивой. Также влияние оказывает удаленность планеты от "главной" звезды. Ученые предполагают, что даже во времена самых масштабных ледниковых периодов, Земля была покрыта льдом лишь на одну треть от всей площади. Есть предположения, что имели место быть и ледниковые периоды, когда вся поверхность нашей планеты покрывалась льдом. Но этот факт пока остается спорным в мире геологических исследований.

На сегодняшний день, самый значительный ледниковый массив - Антарктический. Мощность льда местами достигает более чем четырех километров. Ледники движутся в среднем со скоростью пятьсот метров в год. Еще один впечатляющий ледяной покров находится в Гренландии. Примерно семьдесят процентов этого острова занимают ледники, а это одна десятая льда всей нашей планеты. На данный момент времени, ученые считают, что ледниковый период не сможет начаться еще как минимум тысячу лет. Все дело в том, что в современном мире идет колоссальный выброс углекислого газа в атмосферу. А как мы выяснили ранее, образование ледников возможно только при низком уровне его содержания. Однако это ставит перед человечеством другую проблему - глобальное потепление, которая может быть не менее масштабной, чем начало ледниковой эпохи.