Мы уже говорили о том, что на территории европейской части СССР в геологических разрезах отмечаются следы не одной, а нескольких волн холода, возникавших в течение плейстоцена.
Последнее, позднеплейстоценовое, похолодание обусловило возникновение и широкое распространение мерзлых толщ далеко к югу от границ современной области многолетней мерзлоты.
Именно последняя волна холода создала разнообразные формы мерзлотного микрорельефа, реликты которых мы видим не только в разрезах, но и на современной поверхности. Анализ большого количества геологических материалов, просмотр аэрофотоснимков и непосредственное изучение территорий позволили определить контуры древней области мерзлоты, воссоздать некоторые условия и основные параметры ее возникновения, существования и разрушения.
Первая схема распространения реликтового мерзлотного микрорельефа на Русской равнине была опубликована А. А. Величко в 1965 г. Уже тогда южная граница области многолетней мерзлоты проводилась на территории Евразии в полосе 45—50° с. ш., т. е. эта область занимала большую часть европейской территории СССР, включая районы Северной и Средней Украины, Белоруссии, Поволжья, Предуралья. Это значит, что граница древней области мерзлоты располагалась более чем на 2 тыс. км южнее (юго-западнее), чем современная граница мерзлоты.
Произведенные А. А. Величко расчеты показали, что на территории всей Евразии площадь позднеплейстоценовой области многолетней мерзлоты составляла 21 870 тыс. кв. км и почти вдвое превышала площадь современной мерзлоты (12 200 тыс. кв. км). Вспомним при этом, что современная область многолетнемерзлых пород занимает почти половину территории СССР, и станут очевидными масштабы этого явления в прошлом.
Поистине область великой мерзлоты! Так далеко на юг не заходил ни один ледник, даже в эпоху максимального оледенения Европы.
В пределах Русской равнины выделяются три основных зоны, или широтных пояса, отличающихся по формам древнего мерзлотного рельефа. Северный пояс простирается от границы современной многолетней мерзлоты до широты Москвы и характеризуется наиболее хорошо выраженным реликтовым рельефом. Для него свойственны формы, описанные в районах Верхней Волги.
Южная граница среднего пояса (зоны) проведена на широтах Днепропетровска и Ростова, но скорее всего этот пояс не столь однороден в смысле распространения реликтовых форм. Северная треть зоны захватывает районы, которых достигали ледники, и на этих территориях отчетливо выражены многочисленные полигональные формы. Южнее, особенно в лёссовых провинциях, преобладают блочно-западинный микрорельеф и различные термокарстовые образования.
Третий, самый южный пояс (зона) области древней мерзлоты характеризуется мелкозападинным рельефом, скорее всего термокарстового происхождения, отдельными западинами и бугристыми формами.
Во многих районах нашей страны, далеко за пределами области распространения современной многолетней мерзлоты, отчетливо видны на современной поверхности различные западинные (просадочные) образования, связанные с вытаиванием льда при разрушении древней мерзлоты. Это следы древнего термокарста. К ним могут относиться неглубокие современные озера, заболоченные западины и т. д. Получены материалы о древних буграх пучения, вытаявших и разрушенных около 10 тыс. лет назад.
Наконец, есть предположения о выраженности в современном рельефе одного из самых масштабных образований, присущих области древней мерзлоты, — аласных котловин. Существование их, как полагает А. А. Величко, было возможно в долинах рек Днепра, Сожа, Остра, Десны, Сейма, Пела, а их форма и нахождение среди других перигляциальных (древнемерзлотных) форм сближает их с аласами центральной Якутии. Аналогичные данные приводятся для соответствующих территорий английскими и американскими исследователями.
Древняя область великой мерзлоты простиралась на территории Европы далеко за пределы Русской равнины. Аналогичные материалы о следах мерзлоты были получены на территории Польши, ГДР, Франции, Австрии, Чехословакии, Венгрии и других стран Европы. Были составлены карты распространения мерзлотных феноменов для большинства этих стран.
Но чем внимательнее стали смотреть на аэрофотоснимки ученые, тем больше неожиданностей. Участки с отчетливым выражением мерзлоты обнаружили на территории Англии, Франции, в окрестностях Вены, даже на Японских островах. Такие участки активно ищут и находят. Где следующие? Как далеко на запад и восток, как глубоко к югу проникала древняя великая мерзлота?
Один из первых ответов на эти вопросы содержится в работах К. К. Маркова и А. А. Величко. Реконструируемая область древней мерзлоты занимала в Евразии значительно большие площади, чем сейчас. Последующие исследования А. А. Величко позволили сформулировать понятие о криогенном этапе в истории Земли, максимум которого определен в 15—17 тыс. лет назад. На этом этапе южная граница великой области древней мерзлоты проходила южнее Киева и Волгограда, достигая 48—45° с. ш. В полосе 45—50° с. ш. эта граница пересекала весь материк Евразии. На материке Северной Америки южная граница области древней мерзлоты также проходила намного южнее ныне существующей. Ее южная граница, по реконструкции А. А. Величко, проходила между 40—35° с. ш. Общая площадь криогенной области северного полушария складывалась из площади области многолетней мерзлоты в Евразии (21 870 тыс. кв. км), Северной Америки (14 750 тыс. кв. км), а с учетом возможной площади морских льдов (29 700 тыс. кв. км) могла составлять 66 320 тыс. кв. км, или 25% от всей площади северной полусферы Земли. В южном полушарии развитие древних мерзлотных процессов, возможно, происходило в южных частях материков Африки и Австралии, на самом юге Южной Америки и некоторых островах. С учетом оледенения Антарктиды и вероятного распространения морских льдов южная криогенная область составляла более 35 млн. кв. км. Проведенные реконструкции привели А. А. Величко к выводу о том, что, «вероятно, не только в плейстоцене, но в продолжение всего кайнозоя… не было столь мощной вспышки холода и континентальности, выразившейся в промерзании огромнейших участков океанов и суши, образовании криогенных шапок, «сдавивших» с двух полюсов планету» (1973).