Ледяной панцирь Земли

Все сказанное в предыдущих разделах относится к сравнительно короткому отрезку времени в геологической истории нашей планеты — последнему геологическому периоду, называемому плейстоценом.

Наиболее характерные следы древних ледников в виде различных форм рельефа и геологических отложений имеют возраст, оцениваемый от 600 тыс. до 2,5 млн. лет. В течение этого времени ледники неоднократно развивались и исчезали в северном и южном полушариях, на территориях всех континентов, за исключением Антарктиды. Поэтому ученые предложили называть последний геологический период ледниковым периодом. Одновременно сохранялись и более старые названия — плейстоцен или четвертичный период. В 1922 г. А. П. Павлов предложил новое название: антропогеновый период или антропоген.

О самых древних похолоданиях и возникавших при этом оледенениях имеются только отрывочные сведения, не позволяющие восстановить полной картины.

На территории Южной Америки, Канады, Гренландии, Скандинавии, Австралии были обнаружены своеобразные отложения — тиллиты, или каменистые глины. Вместе с ними обнаруживают валуны со шрамами и штриховкой. Находки тиллитов — древнейших мореноподобных образований свидетельствуют о существовании ледников в очень древние эпохи.

В этой связи большой интерес представляет изучение Антарктического ледникового щита, который не только сохранился без существенных изменений в течение весьма длительного времени, но также и накопил и законсервировал информацию о колебаниях древнего климата, в первую очередь изменениях палеотемператур.

Время возникновения оледенения Антарктиды оценивается различно: скорее всего оно началось не менее 25—35 млн. лет назад и наиболее активно развивалось около 25 млн. лет назад (в конце олигоцена). Возникновению оледенения предшествовало в олигоцене понижение температуры поверхности океана. По мнению большинства исследователей, в сменившем олигоцен миоцене ледникового покрова Антарктиды не существовало (было горное оледенение) и на континенте росли леса.

Важнейшим фактором, определившим возникновение и разрастание ледникового покрова Антарктиды, было поднятие зоны трансантарктических гор от 500—1500 до 2000—4500 м.

Как указывает М. Г. Гросвальд, при продолжающемся похолодании климата на следующем этапе (от 25 млн. до 5 млн. лет назад) произошло перерастание горного оледенения в покровное, разобщенные купола объединились и в Восточной Антарктиде возник единый ледниковый покров. На островах Западной Антарктиды образовались ледниковые шапки. В течение последующего времени (плиоцен — четвертичный этап) Антарктический ледниковый покров резко увеличился по мощности и в размерах, преобразовался в полярный и распространился на подводные окраины материка.

Естественно, что наибольший интерес представляют данные о ледниковых покровах, возникавших в течение плейстоцена, т. е. о геологических событиях, имевших возраст менее 2 млн. лет. К этому периоду закончилась основная перестройка континентов, а распределение суши и океанов в основном приобрело нынешний вид.

Как мы старались показать и раньше, покровные оледенения являлись и являются сейчас макромасштабными явлениями. Объемы ледников могут быть пересчитаны на кубические километры воды и сопоставлены с общим объемом воды в Мировом океане. По данным, приводимым М. Г. Гросвальдом и В. М. Котляковым, объем Мирового океана составляет 1,34Х10⁹ куб. км, а объем ледниковых покровов — 24—26X10⁶ куб. км. Массообмен между этими двумя резервуарами контролируется в первую очередь состоянием атмосферы. В доледниковое время объем вод Мирового океана был на 20—25Х10⁶ куб. км больше современного, а огромные объемы (до 70—80X10⁶ куб.

км) переходили из океанов в ледники, и уровень Мирового океана понижался на 120—150 м!

Число оледенений в плейстоцене определяется различными исследователями по-разному. Это объясняется и разногласиями в оценке возраста ледниковых отложений, и тем, что следы более древних оледенений могли быть почти полностью уничтожены при последующих наступаниях ледников. В настоящее время последовательность плейстоценовых оледенений может быть представлена в следующем виде.

Принципиальная схема сопоставления основных плейстоценовых оледенений (Серебрянный Л. Р., 1980)

В эпоху максимального развития ледниковых покровов огромные площади суши в северном и южном полушариях были покрыты льдами. Разрастались ледниковые купола Антарктиды и Гренландии, возникали, как считает часть исследователей, ледники на шельфах — обнажившихся при падении уровня океана окраинах материков, — и формировались полярные шапки морских плавучих льдов.

О. П. Чижов пишет, что в конце неогена Гренландия представляла собой гористый остров с общим уклоном на запад, в высоких горах у восточного побережья, возможно, существовали ледники альпийского типа. На остальных частях острова климат был теплым и влажным, о чем свидетельствуют обнаруженные остатки растительности: магнолии, секвойи и других пород. Развивающееся оледенение превратило эту страну в ледяную пустыню, «накрыло» остров щитом средней мощностью 1,6 км, имевшим максимальную площадь 2,3X10⁶ кв. км (современная площадь — 1,726X10⁶ кв. км).

Попробуем составить общую картину максимального разрастания ледников в плейстоцене.

Площадь оледенения в северном полушарии неоднократно становилась почти в 12 раз более современной, а объемы ледников возрастали не менее чем в 15 раз. При максимальном разрастании оледенения в северном полушарии развились два огромных, неравных ледниковых покрова: Евразийский и Североамериканский, последний состоял из трех щитов — Лаврентьевского, Гренландского и Кордильерского. При этом отмечается, что почти 35% площади всех ледников земного шара находилось в Северной Америке, исключая Гренландию, в то время как ныне оледенение на этом материке занимает немногим более 0,5% площади.

Евразийский ледниковый покров достигал максимума — 5 764 тыс. кв. км, также имел несколько центров и занимал большую часть Европы. В эпохи экстремального развития льды распространялись на большую часть Русской равнины, огромными языками выдвигались далеко на юг, на западе доходили до Одера и Рейна. Они не только достигали горных цепей Карпат, Судет, Богемского леса, Гарца, но и поднимались в предгорьях до высот 400—500 м.

К. К. Марков отмечал, что льды покрывали почти всю Англию и Ирландию, где ледниковый покров достигал 52° с. ш., в более восточных районах — 47,5° с. ш. Максимальная высота поверхности льда на территории Европы составляла 2— 2,5 км.

Восточную часть Европы занимали, по К. К. Маркову, Урало-Новоземельско-Сибирские ледниковые покровы, их суммарная площадь была значительно меньше, так же как и мощности льдов. Самостоятельные центры существовали над Новой Землей, Полярным Уралом, Северной Землей, Горами Путорана и др. Согласно представлениям В. Н. Сакса, Г. И. Лазукова и других ученых, ледники неоднократно покрывали территорию Западной Сибири. Распространение льдов реконструируется при их максимальном продвижении до 62° с. ш. и даже южнее. На северо-востоке Азии развивалось только оледенение гор. По периферии Евразийского материка, как считает М. Г. Гросвальд и ряд других исследователей, скорее всего формировались значительные шельфовые ледники с самостоятельными центрами растекания льдов.

Материк Северной Америки во время максимума последнего оледенения был почти сплошь покрыт льдами от Атлантического океана до Тихого. Ледниковый покров достигал у побережья Атлантического океана 41° с. ш., к югу от озера Мичиган его граница опускалась до 38° с. ш., а у Тихого океана она прослеживается у 50—48° с. ш. Для сравнения укажем, что по данным, приводимым К. К. Марковым, на Британских островах граница льдов отмечена на 52° с. ш. В Европе днепровский язык достигал 48° с. ш., а в Восточной Сибири ледники прослежены только до 74° с. ш.

В Северной Америке положение южной границы ледникового покрова было от 1000 до 2500 км южнее, чем на Евразийском материке. Суммарная площадь Гренландского, Лаврентьевского и Кордильерского ледниковых щитов равнялась 17,8 млн. кв. км. Р. Флинт оценивает мощность центральной части Североамериканского ледникового покрова в 3000 м. Еще одна характерная деталь строения Североамериканского покрова: на севере он вовсе не продолжался до полюса, как могло бы показаться. Он имел, так же как и Евразийский, вполне обоснованную северную границу. Она проводится К. К. Марковым от 62° с. ш. в тихоокеанском секторе к 82° с. ш. в атлантической части Северного Ледовитого океана, пересекая Аляску, Канадский архипелаг, Землю Пири. Существует, однако, мнение, что все острова Канадского архипелага покрывались льдами. Площадь ледникового щита, очевидно, увеличивалась за счет островных и шельфовых ледников, формировавшихся на прибрежных отмелях при падении уровня океана.

В южном полушарии увеличивался ледниковый покров Антарктиды. Оценка роста ледников Антарктиды различна, и более вероятным считается, что увеличение объема было весьма значительным (43 млн. куб. км). При этом не только увеличивалась мощность льдов, но и происходило расширение щита за счет образования ледников-шельфов и объединения наземных и морских элементов. Разрастание ледникового покрова Антарктиды для времени 18 тыс. лет назад приводится по Т. Хьюзу.

В эпоху максимального развития значительно расширялись площади оледенения в южной части материка Южной Америки. В Южных Андах, Западных Кордильерах и на Огненной Земле районы древнего оледенения простирались с севера на юг почти на 4 тыс. км. К. К. Марков приводит также данные о том, что ледники развивались в западной, горной части материка, а на 40° ю. ш. распространялись к востоку от Анд всего на 80 км.

Южный остров Новой Зеландии имел обширное сетчатое оледенение в Новозеландских Альпах; в Австралии небольшой ледник спускался с вершины Австралийских Альп — горы Косцюшко (2230 м); ледники разрастались даже в Тасмании.

В наиболее высоких горах на всех континентах увеличивались мощности горных ледников, которые спускались в долины, а в некоторых районах сливались с покровными льдами. Горные ледники разрастались на континентах Южной и Северной Америки, за исключением приэкваториальной зоны, в Европе, Азии, возможно, и в Африке. К перечисленным ледниковым покровам материков необходимо добавить значительные площади сплошных морских льдов, образовавших в северном полушарии циркумполярную шапку. Морские льды опускались до 45—50° с. ш.

Возможен ли переход Земли в полностью оледенелое состояние? Насколько приближалась в прошлом природная обстановка к такому состоянию? В прошлом оно никогда не достигалось, хотя, по мнению М. И. Будыко, было близким к этому во время максимального разрастания льдов. Называется даже «критическая» широта (около 50°), одновременное достижение которой ледниками привело бы к полному оледенению всего земного шара.

Но ледники никогда не наступали ровным фронтом и одновременно в северном и южном полушариях. Подчеркивается, что ледники выдвигались к югу отдельными языками, лопастями; мощности льдов в этих языках были незначительными по сравнению с центрами щитов — всего первые сотни метров. Кроме того, они попадали в климатически иную обстановку, начинали разрушаться, таять, т. е. отступать.

Однако вернемся к североевропейским ледникам.

Мы уже приводили цифры, характеризующие мощности и размеры плейстоценовых щитов по данным реконструкций. Для более древних ледников трудно восстановить последовательные изменения их границ в периоды отступания и наступания. Поэтому для самого древнего — окского оледенения приводятся границы максимального распространения льдов.

Во время максимального — днепровского оледенения периферический покров распространялся почти на всю площадь европейских равнин. Он доходил до предгорий Карпат, Шварцвальда и Рудных гор на западе. Волыно-Подольской, Среднерусской и Приволжской возвышенностей на юге и юго-востоке. По Приднепровской и Окско-Донским равнинам выступали широкие ледниковые языки (лопасти).

Оледенение, возникшее позже днепровской (максимальной) ледниковой эпохи, называют московским. Как самостоятельную ледниковую эпоху его выделили сравнительно недавно, и даже в настоящее время многие исследователи продолжают считать, что это была одна из стадий более крупного и продолжительного предшествующего оледенения. Однако граница ледника, развивающегося в московскую эпоху, проводится с большей обоснованностью.

Самая близкая к нам ледниковая эпоха получила название валдайской по наименованию возвышенности, которой достигал ледник при максимальном распространении. Его возникновение относится к позднему плейстоцену, занимавшему промежуток времени от 70 (80) тыс. до 8—9 тыс. лет назад.

В поздневалдайское время ледниковый покров имел не один, а несколько центров растекания льда. Это обстоятельство чрезвычайно усложняет реконструкцию общей картины: помимо основного ледникового щита — гигантского ледника, покрывавшего районы Фенноскандии, — возникали менее мощные самостоятельные центры оледенений на Северном Урале, Шпицбергене, Земле Франца-Иосифа, Новой Земле, Таймыре и ряд других.

Для последнего оледенения — валдайского исследователи рассчитали время формирования и развития от фазы малого горного до крупного покровного ледника. Получилось, что ледник продвинулся от подножия Скандинавских гор до Валдайской возвышенности за 14180 лет. При удалении от центра щита происходило значительное уменьшение мощности льда, и в широкой краевой полосе ледник разделялся на языки и лопасти. Предполагается, что в стадии максимального развития и отступания юго-восточные склоны европейских ледниковых щитов не были слишком крутыми и высокими. Скорее всего развивались периферические ледниковые покровы, мощность которых не превышала нескольких сот метров.

История деградации Валдайского ледника изучена наиболее подробно. Хронология его отступания составлена с детальностью до сотен лет. По расчетам, приводимым Л. Р. Серебрянным, темпы отступания ледникового края обычно не превышали 120—140 м в год. По данным шведского исследователя Де-Геера, окончательный распад ледникового покрова на два сравнительно небольших щита произошел в Швеции, у озера Рагунда, около 8700 лет назад.

Как видим, Скандинавский ледник кончал существование в тех же районах, где зарождался когда-то могучий ледниковый покров.