Au fost perioade lungi în istoria Pământului când întreaga planetă era caldă - de la ecuator până la poli. Dar au fost și vremuri atât de reci, încât glaciațiile au ajuns în acele regiuni care aparțin în prezent zonelor temperate. Cel mai probabil, schimbarea acestor perioade a fost ciclică. În perioadele calde, gheața ar putea fi relativ rară și poate fi găsită doar în regiunile polare sau pe vârfurile munților. O caracteristică importantă a erelor glaciare este că ele schimbă natura suprafeței pământului: fiecare glaciație afectează aspectul pământului. Aceste schimbări în sine pot fi mici și nesemnificative, dar sunt permanente.

Istoria erelor glaciare

Nu știm exact câte ere glaciare au existat de-a lungul istoriei Pământului. Cunoaștem cel puțin cinci, posibil șapte ere glaciare, începând cu Precambrian, în special: acum 700 de milioane de ani, acum 450 de milioane de ani (perioada Ordoviciană), acum 300 de milioane de ani - glaciația Permian-Carboniferă, una dintre cele mai mari ere glaciare. , afectând continentele sudice. Sub continentele sudice Aceasta se referă la așa-numitul Gondwana - un supercontinent antic care includea Antarctica, Australia, America de Sud, India și Africa.

Cea mai recentă glaciație se referă la perioada în care trăim. Perioada cuaternară Epoca cenozoică a început în urmă cu aproximativ 2,5 milioane de ani, când ghețarii din emisfera nordică au ajuns la mare. Dar primele semne ale acestei glaciațiuni datează de acum 50 de milioane de ani în Antarctica.

Structura fiecărei epoci glaciare este periodică: există perioade calde relativ scurte și perioade mai lungi de înghețare. Desigur, perioadele reci nu sunt doar rezultatul glaciației. Glaciația este consecința cea mai evidentă a perioadelor reci. Cu toate acestea, există intervale destul de lungi care sunt foarte reci, în ciuda absenței glaciațiilor. Astăzi, exemple de astfel de regiuni sunt Alaska sau Siberia, unde iarna este foarte frig, dar nu există glaciație deoarece nu sunt suficiente precipitații pentru a asigura suficientă apă pentru formarea ghețarilor.

Descoperirea erelor glaciare

Știm că există ere glaciare pe Pământ încă de la mijlocul secolului al XIX-lea. Printre numeroasele nume asociate cu descoperirea acestui fenomen, primul este de obicei numele lui Louis Agassiz, un geolog elvețian care a trăit la mijlocul secolului al XIX-lea. A studiat ghețarii din Alpi și și-a dat seama că odată erau mult mai întinși decât sunt astăzi. Nu a fost singurul care a observat asta. În special, Jean de Charpentier, un alt elvețian, a remarcat și el acest fapt.

Nu este de mirare că aceste descoperiri au fost făcute mai ales în Elveția, deoarece ghețarii încă există în Alpi, deși se topesc destul de repede. Este ușor de observat că ghețarii erau cândva mult mai mari - doar uită-te la peisajul elvețian, jgheaburi (văile glaciare) și așa mai departe. Totuși, Agassiz a fost cel care a prezentat pentru prima dată această teorie în 1840, publicând-o în cartea „Étude sur les glaciers”, iar mai târziu, în 1844, a dezvoltat această idee în cartea „Système glaciare”. În ciuda scepticismului inițial, de-a lungul timpului oamenii au început să realizeze că acest lucru este într-adevăr adevărat.

Odată cu apariția cartografierii geologice, în special în Europa de Nord, a devenit clar că ghețarii erau obișnuiți la o scară enormă. La acea vreme au existat discuții ample despre modul în care aceste informații se refereau la Potop, deoarece a existat un conflict între dovezile geologice și învățături biblice. Inițial, depozitele glaciare au fost numite deluviale pentru că erau considerate dovezi Potop. Abia mai târziu s-a știut că această explicație nu era potrivită: aceste depozite erau dovezi ale unui climat rece și glaciațiuni extinse. Până la începutul secolului al XX-lea, a devenit clar că au existat multe glaciații, nu doar una, iar din acel moment acest domeniu al științei a început să se dezvolte.

Cercetarea Epocii de Gheață

Sunt cunoscute dovezi geologice ale erelor glaciare. Principalele dovezi ale glaciațiilor provin din depozitele caracteristice formate de ghețari. Ele se păstrează în secțiunea geologică sub formă de straturi groase ordonate de sedimente speciale (sedimente) - diamicton. Acestea sunt pur și simplu acumulări glaciare, dar ele includ nu numai depozitele ghețarului, ci și depozitele de apă de topire formate din fluxurile de apă de topire, lacurile glaciare sau ghețarii care se deplasează în mare.

Există mai multe forme de lacuri glaciare. Principala lor diferență este că sunt un corp de apă înconjurat de gheață. De exemplu, dacă avem un ghețar care se ridică într-o vale a unui râu, atunci blochează valea, ca un dop într-o sticlă. În mod firesc, atunci când gheața blochează o vale, râul va curge în continuare și nivelul apei va crește până când se va revărsa. Astfel, prin contactul direct cu gheața se formează un lac glaciar. Există anumite sedimente care sunt conținute în astfel de lacuri pe care le putem identifica.

Datorită modului în care se topesc ghețarii, care depinde de schimbările sezoniere de temperatură, se topesc gheața anual. Acest lucru duce la o creștere anuală a sedimentelor minore care cad de sub gheață în lac. Dacă ne uităm apoi în lac, vedem stratificare (sedimente stratificate ritmice), care sunt cunoscute și sub numele suedez de „varve”, care înseamnă „acumulare anuală”. Deci putem vedea de fapt stratificarea anuală în lacurile glaciare. Putem chiar să numărăm aceste varve și să aflăm de cât timp a existat acest lac. În general, cu ajutorul acestui material putem obține o mulțime de informații.

În Antarctica putem vedea dimensiune uriașă rafturi de gheață care se extind de la uscat în mare. Și în mod natural, gheața este plutitoare, așa că plutește pe apă. Pe măsură ce plutește, poartă cu el pietricele și sedimente minore. Efectele termice ale apei fac ca gheata sa se topeasca si sa verse acest material. Acest lucru duce la formarea unui proces numit rafting de roci care intră în ocean. Când vedem depozite fosile din această perioadă, putem afla unde a fost ghețarul, cât de departe s-a extins și așa mai departe.

Cauzele glaciațiilor

Cercetătorii cred că erele glaciare apar deoarece clima Pământului depinde de încălzirea neuniformă a suprafeței sale de către Soare. De exemplu, regiunile ecuatoriale, unde Soarele este aproape vertical deasupra capului, sunt cele mai multe zone calde, iar regiunile polare, unde se află la un unghi mare față de suprafață, sunt cele mai reci. Aceasta înseamnă că diferențele de încălzire a diferitelor părți ale suprafeței Pământului conduc la mașina oceano-atmosferică, care încearcă în mod constant să transfere căldură din regiunile ecuatoriale către poli.

Dacă Pământul ar fi o sferă obișnuită, acest transfer ar fi foarte eficient, iar contrastul dintre ecuator și poli ar fi foarte mic. Acest lucru sa întâmplat în trecut. Dar, din moment ce acum există continente, ele stau în calea acestei circulații, iar structura fluxurilor sale devine foarte complexă. Curenții simpli sunt constrânși și modificați – în mare parte de către munți – ducând la modelele de circulație pe care le vedem astăzi, care determină vânturile alice și curenții oceanici. De exemplu, o teorie despre de ce perioada glaciarăînceput acum 2,5 milioane de ani, leagă acest fenomen cu apariția munților Himalaya. Himalaya încă se dezvoltă foarte repede și se dovedește că existența acestor munți într-o parte foarte caldă a Pământului controlează lucruri precum sistemul musonic. Debutul erei glaciare cuaternare este, de asemenea, asociat cu închiderea istmului Panama, care leagă America de nord și de sud, ceea ce a împiedicat transferul de căldură din zona ecuatorială Oceanul Pacific spre Atlantic.

Dacă locația continentelor unul față de celălalt și față de ecuator ar permite circulației să funcționeze eficient, atunci ar fi cald la poli, iar condițiile relativ calde ar persista pe toată suprafața pământului. Cantitatea de căldură primită de Pământ ar fi constantă și ar varia doar puțin. Dar din moment ce continentele noastre creează bariere serioase în calea circulației între nord și sud, ne-am pronunțat zonele climatice. Aceasta înseamnă că polii sunt relativ reci, iar regiunile ecuatoriale sunt calde. Când lucrurile sunt așa cum sunt acum, Pământul se poate schimba din cauza variațiilor cantității căldură solară pe care o primeste.

Aceste variații sunt aproape complet constante. Motivul pentru aceasta este că, în timp, axa pământului se schimbă, la fel ca și orbita pământului. Având în vedere această zonare climatică complexă, schimbările orbitale ar putea contribui la schimbări pe termen lung ale climei, ducând la fluctuații climatice. Din această cauză, nu avem glazură continuă, ci perioade de glazură, întrerupte de perioade calde. Acest lucru se întâmplă sub influența modificărilor orbitale. Cele mai recente modificări orbitale sunt considerate trei evenimente separate: unul care durează 20 de mii de ani, al doilea durează 40 de mii de ani și al treilea durează 100 de mii de ani.

Acest lucru a condus la abateri ale modelului schimbărilor climatice ciclice în timpul erei glaciare. Glazura a avut loc cel mai probabil în această perioadă ciclică de 100 de mii de ani. Ultima perioadă interglaciară, care a fost la fel de caldă ca și cea actuală, a durat aproximativ 125 de mii de ani, apoi a venit perioada lungă de gheață, care a durat aproximativ 100 de mii de ani. Acum trăim într-o altă eră interglaciară. Această perioadă nu va dura pentru totdeauna, așa că o altă eră glaciară ne așteaptă în viitor.

De ce se termină erele glaciare?

Modificările orbitale modifică clima și se dovedește că erele glaciare sunt caracterizate de perioade reci alternante, care pot dura până la 100 de mii de ani, și perioade calde. Le numim erele glaciare (glaciare) și interglaciare (interglaciare). Era interglaciară este de obicei caracterizată de aproximativ aceleași condiții pe care le observăm astăzi: nivel inalt mări, zone limitate de înghețare și așa mai departe. Desigur, glaciațiile încă există în Antarctica, Groenlanda și alte locuri similare. Dar în general condiții climatice relativ cald. Aceasta este esența interglaciarului: nivel ridicat al mării, condiții de temperatură caldă și o climă în general destul de uniformă.

Dar în timpul erei glaciare, temperatura medie anuală se modifică semnificativ, iar zonele vegetative sunt forțate să se deplaseze spre nord sau spre sud, în funcție de emisferă. Regiuni precum Moscova sau Cambridge devin nelocuite, cel puțin iarna. Deși pot fi locuite vara datorită contrastului puternic dintre anotimpuri. Dar ceea ce se întâmplă de fapt este că zonele reci se extind semnificativ, temperatura medie anuală scade și condițiile climatice generale devin foarte reci. În timp ce cele mai mari evenimente glaciare sunt relativ limitate în timp (poate aproximativ 10 mii de ani), întreaga perioadă rece lungă poate dura 100 de mii de ani sau chiar mai mult. Așa arată ciclicitatea glaciar-interglaciară.

Din cauza lungimii fiecărei perioade, este greu de spus când vom ieși din epoca actuală. Acest lucru se datorează tectonicii plăcilor, locația continentelor pe suprafața Pământului. În prezent polul NordȘi polul Sud izolat: Antarctica se află la Polul Sud, iar Oceanul Arctic este la nord. Din acest motiv, există o problemă cu circulația căldurii. Până când poziția continentelor se va schimba, această eră glaciară va continua. Pe baza schimbărilor tectonice pe termen lung, se poate presupune că va mai dura încă 50 de milioane de ani în viitor până când vor avea loc schimbări semnificative care să permită Pământului să iasă din epoca glaciară.

Consecințele geologice

Acest lucru eliberează zone uriașe platou continental care astăzi sunt inundate. Aceasta va însemna, de exemplu, că într-o zi se va putea merge pe jos din Marea Britanie până în Franța, din Noua Guinee până la Asia de Sud-Est. Unul dintre cele mai critice locuri este strâmtoarea Bering, care face legătura cu Alaska Siberia de Est. Este destul de puțin adânc, aproximativ 40 de metri, așa că dacă nivelul mării scade la o sută de metri, această zonă va deveni uscat. Acest lucru este, de asemenea, important pentru că plantele și animalele vor putea migra prin aceste locuri și vor putea intra în regiuni în care nu pot ajunge astăzi. Astfel, colonizarea America de Nord depinde de așa-numita Beringie.

Animalele și epoca de gheață

Este important să ne amintim că noi înșine suntem „produse” ale erei glaciare: am evoluat în timpul ei, astfel încât să putem supraviețui. Totuși, aceasta nu este o chestiune de indivizi - este o chestiune a întregii populații. Problema astăzi este că suntem prea mulți și activitățile noastre au schimbat semnificativ condițiile naturale. ÎN conditii naturale multe animale și plante pe care le vedem astăzi au poveste lungași supraviețuiesc foarte bine erei glaciare, deși există cele care evoluează ușor. Ei migrează și se adaptează. Există zone în care animalele și plantele au supraviețuit erei glaciare. Aceste așa-numite refugii erau situate mai la nord sau la sud de distribuția lor actuală.

Dar, ca urmare a activității umane, unele specii au murit sau au dispărut. Acest lucru s-a întâmplat pe fiecare continent, poate cu excepția Africii. Un număr mare de vertebrate mari, și anume mamifere, precum și marsupiale din Australia, au fost exterminate de oameni. Acest lucru a fost cauzat fie direct de activitățile noastre, cum ar fi vânătoarea, fie indirect de distrugerea habitatului lor. Animalele care trăiesc astăzi în latitudinile nordice au trăit cândva în Marea Mediterană. Am distrus această regiune atât de mult încât probabil că va fi foarte dificil pentru aceste animale și plante să o colonizeze din nou.

Consecințele încălzirii globale

În condiții normale după standardele geologice, ne-am întoarce la epoca glaciară destul de curând. Dar din cauza încălzirii globale, care este o consecință a activității umane, o amânăm. Nu o vom putea preveni complet, deoarece motivele care au provocat-o în trecut încă există. Activitatea umană, un element neintenționat de natură, influențează încălzirea atmosferică, care este posibil să fi cauzat deja o întârziere în următorul glaciar.

Astăzi, schimbările climatice sunt o problemă foarte presantă și interesantă. Dacă calota glaciară din Groenlanda se topește, nivelul mării va crește cu șase metri. În trecut, în timpul epocii interglaciare anterioare, care a avut loc în urmă cu aproximativ 125 de mii de ani, calota de gheață Groenlandei s-a topit abundent, iar nivelul mării a devenit cu 4-6 metri mai mare decât în ​​prezent. Acesta, desigur, nu este sfârșitul lumii, dar nu este nici o dificultate temporară. La urma urmei, Pământul și-a revenit înainte de dezastre și va putea supraviețui și acestuia.

Prognoza pe termen lung pentru planetă nu este rea, dar pentru oameni este o altă chestiune. Cu cât facem mai multe cercetări, cu atât înțelegem mai bine cum se schimbă Pământul și unde ne duce, cu atât mai bine înțelegem planeta pe care trăim. Acest lucru este important pentru că oamenii încep în sfârșit să se gândească la schimbările nivelului mării, încălzire globalăşi influenţa tuturor acestor lucruri asupra Agricultură si populatie. O mare parte din aceasta are de-a face cu studiul erelor glaciare. Prin această cercetare învățăm despre mecanismele glaciațiilor și putem folosi aceste cunoștințe în mod proactiv pentru a încerca să atenuăm unele dintre aceste schimbări pe care le provocăm. Acesta este unul dintre principalele rezultate și unul dintre obiectivele cercetării erei glaciare.
Bineînțeles, principala consecință a erei de gheață sunt calotele uriașe de gheață. De unde vine apa? Desigur, din oceane. Ce se întâmplă în timpul erelor glaciare? Ghețarii se formează ca urmare a precipitațiilor pe uscat. Deoarece apa nu este returnată în ocean, nivelul mării scade. În timpul celor mai intense glaciații, nivelul mării poate scădea cu peste o sută de metri.

Un studiu detaliat al depozitelor glaciare a făcut posibilă stabilirea celei mai importante proprietăți a glaciațiilor - periodicitatea lor. Aproape toate continentele planetei noastre sunt timp diferitîn mare măsură, și uneori complet, au fost acoperite de ghețari puternici.

În prezent, există patru glaciații majore în istoria Pământului: Precambrian; Ordovician târziu; permian-carbonifer; Cenozoic.

Determinarea vârstei absolute a tillitelor proterozoice a arătat diferența lor accentuată de vârstă - de la 2 miliarde la 570 de milioane de ani, ceea ce a dat motive cercetătorului englez G. Young să vorbească despre cel puțin trei glaciații independente.

Prima, cea mai veche glaciare precambriană - Proterozoicul inferior - a avut loc acum aproximativ 2,5 miliarde de ani. Urme ale acesteia s-au păstrat în Canada, America de Sud, Africa de Sud, Karelia, India, Australia sub formă de tillite, eclozionare și paturi lustruite lăsate de ghețarii în mișcare.

A doua, glaciația Proterozoică superioară (acum 1,5 miliarde de ani) a lăsat urme în Africa ecuatorială și de sud și în Australia.

La sfârșitul Proterozoicului, în Vendian (acum 620-650 milioane de ani), a avut loc a treia cea mai ambițioasă glaciație precambriană - glaciația scandinavă. Urme ale acesteia au fost găsite pe aproape toate continentele, de la Spitsbergen și Groenlanda până la Africa ecuatorialăși Australia.

Au fost două glaciații în Paleozoic. Prima glaciație a început în perioada ordoviciană în urmă cu 480 de milioane de ani și a continuat până în Silurian timp de 40 de milioane de ani. Depozite glaciare de această vârstă au fost găsite în America de Sud, în Africa - în Maroc, Libia, Spania, Franța și Scandinavia. Conform rezultatelor reconstrucției vechiului continent Gondwana, centrul glaciației (Polul Sud al Pământului la acea vreme) era situat în apropiere. coasta de vest Africa Centrală, iar zona de glaciare era de peste 21 de milioane de km2, ceea ce era de 1,5 ori mai mare decât suprafața Antarcticii moderne.

A doua glaciație a Paleozoicului, care uneori este numită marea glaciare datorită extinderii acoperirii pe teritorii vaste (a acoperit aproape toate țările emisferei sudice) - Permian-Carbonifer (sau Gondwanan), a început în Carbonifer și a continuat până la sfârșitul perioadei Permian. Conform definițiilor moderne ale vârstei absolute, aceasta a durat aproximativ 100 de milioane de ani. Se crede că centrul acestei glaciații se afla în teritoriu Africa de Sud. Urmele sale sub formă de straturi de tilit, a căror grosime ajunge la 1000 m, frunțile oilor și roci cu dungi sunt prezente în Africa, America de Sud, Australia, India, Antarctica, care făceau parte dintr-un singur continent - Gondwana.

Cele mai studiate sunt glaciațiile cuaternare antice. În perioada cuaternară (antropică), gheața continentală puternică a acoperit zone vaste din Rusia, Europa de Vestși America. Majoritatea cercetătorilor recunosc multiple apariții ale glaciațiilor cuaternare, a căror suprafață totală era de aproximativ 45 milioane km2 (30% din totalul terenului), adică de aproape trei ori. mai multă zonă glaciatie moderna. Studiul naturii și compoziției depozitelor glaciare arată că perioadele glaciare au alternat cu perioade interglaciare.

În Europa de Vest, depozitele glaciare sunt cel mai bine studiate în Alpi. A. Penck și E. Brunner au stabilit acolo patru glaciații, iar ulterior unele clarificări au fost făcute de J. Bryan. F. Flint a studiat periodizarea glaciaţiilor din America de Nord. Datele de comparație între glaciații și interglaciare sunt date în tabel. 17.1.

Pentru partea europeană a Rusiei se adoptă în prezent schema de periodizare a glaciațiilor de către I.P. Gerasimov și K.K. Markov (vezi Tabelul 17.1). Cu unele precizări de la alți cercetători, se disting cinci glaciații continentale: Oka (Pleistocenul inferior), Nipru și Moscova (Pleistocenul mijlociu) și Valdai, care este împărțit în două glaciații independente - Kalinin și Ostashkov (Fig. 17.13). Nu poate fi exclusă posibilitatea identificării glaciațiilor și mai vechi decât cea Oka în Pleistocenul inferior și Pliocen. Urme ale unei astfel de glaciații, numite lituaniene, au fost găsite în statele baltice. Toate perioadele glaciare sunt separate una de alta prin interglaciare (de jos în sus): Likhvinsky între Oka și Nipru, Odintsovo între Nipru și Moscova, Mikulinsky între Moscova și Kalinin; Mologosheksna între glaciațiile Kalinin și Ostașkov.

Glaciațiile cuaternare antice au acoperit zone vaste din Rusia, Europa de Vest, America de Nord, Antarctica și alte teritorii. În Europa, centrul glaciației a fost Scandinavia, unde grosimea calotei de gheață a ajuns la 2,5-3 km. Cea mai mare zonă de distribuție a fost glaciația Nipru, care a acoperit întregul nord al Europei de Vest, iar în partea europeană a Rusiei, ghețarii au coborât de-a lungul văilor Niprului și Donului la sud de Kiev, Harkov, Saratov.

Urmele glaciațiilor pleistocene de pe teritoriul regiunii Baikal de Nord și Munții Stanovoy au fost studiate în detaliu. Cercetătorii D.-D.B. Bazarov și alții prezintă următoarele fapte convingătoare care indică multiplicitatea epocilor glaciare ale Pleistocenului: cuibărirea secvențială a jgheaburilor; numărul de morene terminale și laterale (cel puțin trei dintre ele); al lor înălțime diferităși expresia morfologică; târârea unor morene pe altele; aranjarea pe etaje a mașinilor și grade diferite siguranța lor; eroziune profundă care separă urmele unei glaciații de alta - toate acestea vorbesc în general despre trei etape independente de glaciații, separate de o perioadă interglaciară. Prima glaciatie a fost maxima si a apartinut Pleistocenului mijlociu. Poate fi comparat cu glaciația Samara Vestul Siberiei. Există păreri diferite cu privire la vârsta celui de-al doilea. Este comparată cu glaciația Tazovsky (Pleistocenul mijlociu târziu) sau Zyryansky (Pleistocenul târziu). Acesta din urmă a avut loc cel mai probabil în Pleistocenul târziu și este un analog al glaciației Sartan.

Fapte care confirmă glaciația crestei Barguzin sunt date de V.V. Lamakin, descriind morenele foarte dezvoltate ale coastei Baikal de-a lungul întregii linii de coastă. Distribuția morenei inferioare arată că ghețarii au format scuturi largi la poalele dealurilor pe coasta Baikalului, constând dintr-un întreg grup de ghețari care coborau de-a lungul văilor vecine ale crestei Barguzin. Grosimea ghețarilor în unele locuri a ajuns la 500 m Se pare că din ultima eră a glaciației Pleistocenului târziu s-au păstrat mici ghețari de pe crestele Baikal, Barguzin și Kodar.

Extrem rol important Epocile glaciare, sau Marile Glaciații, au jucat un rol în modelarea naturii Pământului și, în special, a Nordului. Ele sunt asociate cu fluctuațiile nivelului mării, care au format terase marine, formarea jgheaburilor, apariția permafrostului și multe alte caracteristici ale naturii arctice.

Influența răcirii a depășit cu mult ghețarii: climele erau mult diferite de cele moderne, iar temperaturile ape marii erau mult mai mici. Suprafața de permafrost, sau permafrost, a fost de până la 27 de milioane de kilometri pătrați (20% din suprafața terenului!) și gheață plutitoare ocupa aproximativ jumătate din suprafața Oceanului Mondial. Dacă Pământul ar fi fost vizitat de ființe inteligente în acest moment, probabil că ar fi fost numit Planeta de Gheață.

O astfel de geografie a fost caracteristică Pământului de cel puțin patru ori numai în perioada cuaternară a existenței sale, iar în ultimele două milioane de ani, cercetătorii numără până la 17 glaciații. În același timp, ultima eră glaciară nu a fost cea mai ambițioasă: în urmă cu aproximativ 100 de mii de ani, gheața s-a legat până la 45 de milioane de kilometri pătrați de pământ. Situația interglaciară de pe Pământ, asemănătoare celei moderne, se dovedește a fi o stare pur temporară. La urma urmei, glaciațiile Pământului au durat aproximativ 100 de mii de ani fiecare, iar intervalele de încălzire dintre ele au fost mai mici de 20 de mii de ani. Chiar și în vremuri destul de calde, ghețarii ocupă aproximativ 11% din suprafața uscată - aproape 15 milioane de kilometri pătrați. Permafrostul se întinde în America de Nord și Eurasia într-o centură largă. Iarnă în Severny Oceanul Arctic aproximativ 12 milioane de kilometri pătrați, iar în oceanele din jurul Antarcticii peste 20 de milioane de kilometri pătrați sunt legați de gheață plutitoare.

De ce încep erele glaciare pe Pământ? Pentru ca glaciația să înceapă pe planetă, sunt necesare două condiții. Trebuie să aibă loc o răcire globală (adică să acopere cea mai mare parte a Pământului) - astfel încât zăpada să devină unul dintre principalele tipuri de precipitații și încât, după ce a căzut iarna, nu are timp să se topească în timpul verii. Și în plus, ar trebui să fie multe precipitații - suficiente pentru a asigura creșterea ghețarilor. Ambele condiții par simple. Dar ce cauzează răcirea? Pot exista mai multe motive și nu știm care dintre ele a determinat declanșarea unei anumite glaciații. Poate că mai multe motive au fost la lucru simultan. Motive posibile Glaciațiunile Pământului sunt după cum urmează.

Continentele fiind părți plăci litosferice, se mișcă de-a lungul suprafeței Pământului ca plutele pe apă. Aflându-se în regiuni polare sau subpolare (cum ar fi Antarctica modernă), continentele se găsesc în condiții favorabile formării calotelor de gheață. Sunt puține precipitații aici, dar temperatura este suficient de scăzută încât să cadă în mare parte sub formă de zăpadă și să nu se topească vara. Mișcările polilor geografici ar putea duce la mișcări zone naturale, în consecință, continentul ar putea intra în condiții polare fără să se miște - ei înșiși au „venit” la el.

În timpul construcției rapide a munților, mase de pământ semnificative pot ajunge deasupra liniei de zăpadă (adică altitudinea la care temperaturile devin atât de scăzute încât acumularea de zăpadă și gheață depășește topirea și evaporarea lor). În același timp, se formează ghețari de munte, temperatura devine și mai scăzută. Răcirea se extinde dincolo de munți, iar la poalele dealurilor apar ghețari. Temperaturile scad și mai mici, ghețarii cresc și Pământul începe să înghețe.

De fapt, în perioada de la Pliocen până la mijlocul Pleistocenului, Alpii s-au ridicat cu peste două mii de metri, Himalaya cu trei mii de metri.

Clima și, în special, temperaturile medii ale aerului sunt influențate de compoziția atmosferei (efect de seră). Este posibilă și influența prafului în atmosferă (de exemplu, cenușă vulcanică sau praful ridicat de un impact de meteorit). Praful se reflectă lumina soarelui, iar temperatura scade.

Oceanele influențează clima în multe feluri. Una dintre ele este stocarea căldurii și redistribuirea acesteia pe planetă de către curenții oceanici. Mișcările continentale pot provoca afluxul ape calde către regiunile polare vor scădea atât de mult încât vor deveni foarte reci. Aproximativ asta s-a întâmplat când strâmtoarea Bering, care leagă Oceanul Arctic de Oceanul Pacific, a devenit aproape închisă (și au fost perioade în care era complet închisă și când era larg deschisă). Prin urmare, amestecarea apei în Oceanul Arctic este dificilă și aproape toată este acoperită cu gheață.

Răcirea poate fi asociată cu o scădere a cantității de căldură solară care vine pe Pământ. Motivele pentru aceasta pot fi legate de fluctuațiile activității solare sau de fluctuațiile poziția relativă spațială a Pământului și a Soarelui. Sunt cunoscute calcule ale geofizicianului iugoslav M. Milankovic, care a analizat schimbările din anii 1920. radiatie solaraîn funcţie de schimbările din sistemul Pământ-Soare. Ciclurile unor astfel de schimbări coincid aproximativ cu ciclicitatea glaciațiilor. Până în prezent, această ipoteză este cea mai fundamentată.

Fiecare epocă glaciară a fost însoțită de procese caracteristice. Calotele de gheață continentale au crescut la latitudini înalte și temperate. Ghețarii de munte au crescut pe toată planeta. Rafturile de gheață au apărut în regiunile polare. Gheața plutitoare a fost larg răspândită - la latitudini înalte cu slouri de gheață în mișcare și aisberguri în zone vaste ale Oceanului Mondial. Zonele de permafrost au crescut la latitudini înalte și temperate, în afara ghețarilor.

Circulația atmosferică s-a schimbat - diferențele de temperatură la latitudinile temperate au crescut, furtunile din oceane au devenit mai frecvente și interiorul continentelor de la tropice s-a uscat. Circulația apelor oceanice a fost și ea restructurată - curenții s-au oprit sau au fost deviați din cauza creșterii calotelor de gheață. Nivelul mării a fluctuat brusc (până la 250 m), deoarece creșterea și distrugerea calotelor de gheață a fost însoțită de retragerea și întoarcerea apei în Oceanul Mondial. În legătură cu aceste fluctuații, au apărut și se păstrează în relief terase marine - suprafețe formate de surful mării pe coastele antice. În prezent, ele pot fi mai înalte sau mai joase decât țărmul modern (în funcție de faptul că nivelul oceanului a fost mai mare sau mai jos decât cel modern în perioada formării lor).

În cele din urmă, au avut loc schimbări enorme în poziție și dimensiune curele de planteși schimbările corespunzătoare în adăpostirea animalelor.

Cea mai recentă perioadă de răcire a fost Mica Eră de Gheață, înregistrată în istoria Europei de Vest, Orientul îndepărtat si alte zone. A început în jurul secolului al XI-lea, a atins punctul culminant în urmă cu aproximativ 200 de ani și slăbește treptat. În Islanda și Groenlanda perioada 800 - 1000 nouă eră avea un climat cald, uscat. Apoi, clima s-a deteriorat brusc și peste patru sute de ani, așezările vikingilor din Groenlanda au căzut într-o dezolare completă din cauza vremii reci în creștere și a încetării contactelor cu lumea de afara. Trecerea navelor în largul coastei Groenlandei a devenit imposibilă din cauza înlăturării gheață de mare din Arctica. În Scandinavia și într-o serie de alte regiuni, Mica Eră glaciară s-a manifestat cu ierni extrem de grele, mișcări glaciare și deșeuri frecvente ale culturilor.

Ce s-a întâmplat cu locuitorii din regiunile nordice ale Pământului în timpul glaciațiilor și perioadelor interglaciare care i-au despărțit? Expansiunea și topirea calotelor de gheață afectează toate organismele vii.

În apropierea ecuatorului, schimbările climatice nu au fost deosebit de mari, iar multe animale (elefanți, girafe, hipopotami, rinoceri) au supraviețuit erelor glaciare destul de calm. În regiunile polare, schimbările au fost foarte dramatice. Temperatura a scăzut, nu era suficientă apă (era gheață și zăpadă din belșug, dar și plantele și animalele au nevoie de apă lichidă), iar teritorii vaste au fost ocupate de gheață. Și pentru a supraviețui, locuitorii din Nord au trebuit să meargă spre sud. Dar este curios că la latitudini mari au fost păstrate zone de refugiu, adică. zone în care a rămas posibilitatea de supravieţuire.

Vasta zonă fără gheață care a existat în timpul maximului glaciar de acum 18.000 de ani în Arctica canadiană, Alaska și zonele învecinate a jucat probabil un rol decisiv în supraviețuirea speciilor din nord. Acest teritoriu este cunoscut sub numele de Beringia. Să ne amintim că glaciația maximă este un moment în care cantități enorme de apă au fost legate în ghețari și, prin urmare, nivelul Oceanului Mondial a scăzut semnificativ, iar rafturile (și în Oceanul Arctic sunt extrem de mari) s-au uscat.

Cu toate acestea, zonele fără gheață precum Beringia și regiunile sudice nu au putut salva pe toată lumea. Și acum aproximativ 10 mii de ani, nu numai multe specii, ci și genuri de animale și plante (de exemplu, mamuți - Elephas și mastodonti - Mastodon) au dispărut.

Este posibil, însă, ca această dispariție să fi fost asociată nu numai cu schimbările peisajului, ci și cu apariția oamenilor aici. Poate că vânătoarea a jucat un rol rol decisivîn viața și moartea multor locuitori ai regiunilor polare.

În urmă cu aproximativ două milioane de ani, la sfârșitul Neogenului, continentele au început să se ridice din nou și vulcanii au prins viață pe tot Pământul. O cantitate imensă de cenușă vulcanică și particule de sol au fost aruncate în atmosferă și i-au poluat straturile superioare într-o asemenea măsură încât razele Soarelui pur și simplu nu au putut pătrunde la suprafața planetei. Clima a devenit mult mai rece, s-au format ghețari uriași, care, sub influența propriei gravitații, au început să se deplaseze din lanțuri muntoase, platouri și dealuri către câmpii.

Una după alta, ca valurile, perioadele de glaciare s-au rostogolit peste Europa și America de Nord. Dar recent (în sens geologic) clima Europei a fost caldă, aproape tropicală, iar populația sa de animale era formată din hipopotami, crocodili, gheparzi, antilope - aproximativ la fel ca ceea ce vedem acum în Africa. Patru perioade de glaciare - Günz, Mindel, Ris și Würm - au expulzat sau distrus animale și plante iubitoare de căldură, iar natura Europei a devenit practic ceea ce o vedem acum.

Sub presiunea ghețarilor, pădurile și pajiștile au pierit, stâncile s-au prăbușit, râurile și lacurile au dispărut. Viscole furioase au urlat peste câmpurile de gheață și, odată cu zăpada, murdăria atmosferică a căzut pe suprafața ghețarului și a început treptat să se limpezească.

Când ghețarul s-a retras pentru o perioadă scurtă de timp, tundrele cu permafrostul lor au rămas în locul pădurilor.

Cea mai mare perioadă de glaciare a fost Rissky - a avut loc acum aproximativ 250 de mii de ani. Grosimea învelișului glaciar, care lega jumătate din Europa și două treimi din America de Nord, a ajuns la trei kilometri. Altai, Pamir și Himalaya au dispărut sub gheață.

La sud de granița ghețarului se întindeau acum stepe reci, acoperite cu vegetație ierboasă rară și plantații de mesteacăni pitici. Chiar mai la sud, a început taiga impenetrabilă.

Treptat, ghețarul s-a topit și s-a retras spre nord. Cu toate acestea, în largul coastei Marea Baltica el s-a oprit. A apărut un echilibru - atmosfera, saturată de umiditate, a lăsat să pătrundă suficientă lumină solară, astfel încât ghețarul să nu crească și să nu se topească complet.

Marile glaciații au schimbat de nerecunoscut topografia Pământului, clima, flora și fauna acestuia. Încă le putem vedea consecințele - la urma urmei, ultima glaciare Würm a început cu doar 70 de mii de ani în urmă, iar munții de gheață au dispărut de pe coasta de nord a Mării Baltice în urmă cu 10-11 mii de ani.

Animalele iubitoare de căldură se retrăgeau din ce în ce mai spre sud în căutarea hranei, iar locul lor a fost luat de cele care puteau rezista mai bine frigului.

Ghețarii au avansat nu numai din regiunile arctice, ci și din lanțurile muntoase - Alpi, Carpați, Pirinei. Uneori, grosimea gheții atingea trei kilometri. Ca un buldozer uriaș, ghețarul a netezit terenul denivelat. După retragerea sa, a rămas o câmpie mlăștinoasă acoperită cu vegetație rară.

Așa arătau, probabil, regiunile polare ale planetei noastre în Neogen și în timpul Marii Glaciații. Zona de acoperire permanentă de zăpadă a crescut de zece ori, iar acolo unde au ajuns ghețarii, a fost la fel de frig ca în Antarctica timp de zece luni pe an.

Schimbările climatice s-au exprimat cel mai clar în epocile glaciare care au loc periodic, care au avut un impact semnificativ asupra transformării suprafeței terestre situate sub corpul ghețarului, a corpurilor de apă și a obiectelor biologice găsite în zona de influență a ghețarului.

Conform celor mai recente date științifice, durata erelor glaciare de pe Pământ este de cel puțin o treime din timpul total al evoluției sale în ultimii 2,5 miliarde de ani. Și dacă luăm în considerare fazele inițiale lungi ale originii glaciației și degradarea treptată a acesteia, atunci erele de glaciare vor dura aproape la fel de mult ca și condițiile calde, fără gheață. Ultima dintre epocile glaciare a început în urmă cu aproape un milion de ani, în perioada cuaternarului, și a fost marcată de răspândirea extinsă a ghețarilor - Marea Glaciație a Pământului. Partea de nord a continentului nord-american, o parte semnificativă a Europei și, posibil, de asemenea, Siberia se aflau sub acoperiri groase de gheață. ÎN Emisfera sudica sub gheață, ca și acum, se afla întregul continent antarctic.

Principalele cauze ale glaciațiilor sunt:

spaţiu;

astronomic;

geografice.

Grupuri spațiale de motive:

modificarea cantității de căldură de pe Pământ datorită trecerii sistem solar 1 dată/186 milioane de ani prin zonele reci ale Galaxiei;

modificarea cantității de căldură primită de Pământ datorită scăderii activității solare.

Grupuri astronomice de motive:

schimbarea poziției polului;

înclinarea axei pământului față de planul ecliptic;

modificarea excentricității orbitei Pământului.

Grupuri geologice și geografice de motive:

schimbările climatice și cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă (creșterea dioxidului de carbon - încălzire; scădere - răcire);

modificări ale direcțiilor curenților oceanici și de aer;

proces intensiv de construire a muntelui.

Condițiile pentru manifestarea glaciației pe Pământ includ:

zăpadă sub formă de precipitații în condiții de temperaturi scăzute cu acumularea acesteia ca material pentru creșterea ghețarilor;

temperaturi negative în zonele în care nu există glaciare;

perioade de vulcanism intens datorită cantității uriașe de cenușă emisă de vulcani, ceea ce duce la o scădere bruscă a aportului de căldură (razele solare) de către suprafața pământuluiși provoacă o scădere globală a temperaturilor cu 1,5-2ºС.

Cea mai veche glaciație este Proterozoicul (acum 2300-2000 milioane de ani) din Africa de Sud, America de Nord și Australia de Vest. În Canada s-au depus 12 km de roci sedimentare, în care se disting trei straturi groase de origine glaciară.

Glaciații antice stabilite (Fig. 23):

la limita Cambrian-Proterozoic (acum aproximativ 600 de milioane de ani);

Ordovician târziu (acum aproximativ 400 de milioane de ani);

Permian și Perioadele carbonifere(acum aproximativ 300 de milioane de ani).

Durata erelor glaciare este de la zeci până la sute de mii de ani.

Orez. 23. Scara geocronologică a epocilor geologice și a glaciațiilor antice

În perioada de expansiune maximă a glaciației cuaternare, ghețarii au acoperit peste 40 de milioane de km 2 - aproximativ un sfert din întreaga suprafață a continentelor. Cea mai mare din emisfera nordică a fost calota de gheață nord-americană, ajungând la o grosime de 3,5 km. Tot nordul Europei se afla sub o calotă de gheață de până la 2,5 km grosime. Atinsă cea mai mare dezvoltare în urmă cu 250 de mii de ani, ghețarii cuaternari din emisfera nordică au început să se micșoreze treptat.

Până în perioada neogenă a existat un par climat cald– în zona insulelor Spitsbergen și Ținutul Franz Josef (conform descoperirilor paleobotanice ale plantelor subtropicale) existau subtropice la acea vreme.

Motivele schimbărilor climatice:

formarea lanțurilor muntoase (Cordillera, Anzi), care a izolat regiunea arctică de curenții și vânturile calde (creșterea munților cu 1 km - răcire cu 6ºС);

crearea unui microclimat rece în regiunea arctică;

încetarea fluxului de căldură în regiunea arctică din regiunile ecuatoriale calde.

Până la sfârșitul perioadei neogene, America de Nord și America de Sud s-au conectat, ceea ce a creat obstacole în calea curgerii libere a apelor oceanice, ca urmare:

apele ecuatoriale au întors curentul spre nord;

apele calde ale Curentului Golfului, racindu-se brusc in apele nordice, au creat un efect de abur;

cantități mari de precipitații sub formă de ploaie și zăpadă au crescut brusc;

o scădere a temperaturii cu 5-6ºС a dus la glaciarea unor teritorii vaste (America de Nord, Europa);

a început o nouă perioadă de glaciare, cu o durată de aproximativ 300 de mii de ani (periodicitatea ghețarilor-perioade interglaciare de la sfârșitul Neogenului până la Antropocen (4 glaciații) este de 100 de mii de ani).

Glaciația nu a fost continuă pe tot parcursul perioadei cuaternare. Există dovezi geologice, paleobotanice și alte dovezi că în această perioadă ghețarii au dispărut complet de cel puțin trei ori, făcând loc erelor interglaciare când clima era mai caldă decât în ​​prezent. Cu toate acestea, aceste epoci calde au fost înlocuite cu reprize de frig, iar ghețarii s-au răspândit din nou. În prezent, Pământul se află la sfârșitul celei de-a patra epoci a glaciației cuaternare și, conform previziunilor geologice, descendenții noștri peste câteva sute până la mii de ani se vor regăsi din nou în condiții de era glaciară, nu de încălzire.

Glaciația cuaternară a Antarcticii s-a dezvoltat pe o cale diferită. A apărut cu multe milioane de ani înainte ca ghețarii să apară în America de Nord și Europa. Pe lângă condițiile climatice, acest lucru a fost facilitat de continentul înalt care există de mult aici. Spre deosebire de calotele de gheață antice ale emisferei nordice, care au dispărut și apoi au reapărut, calota de gheață a Antarcticii s-a schimbat puțin în dimensiune. Glaciația maximă a Antarcticii a fost de doar o dată și jumătate mai mare ca volum decât cea modernă și nu mult mai mare ca suprafață.

Punctul culminant al ultimei ere glaciare de pe Pământ a fost acum 21-17 mii de ani (Fig. 24), când volumul de gheață a crescut la aproximativ 100 de milioane de km 3. În Antarctica, glaciația acoperea în acest moment întreg platoul continental. Volumul de gheață din calota de gheață a ajuns aparent la 40 de milioane de km 3, adică a fost cu aproximativ 40% mai mult decât volumul său modern. Limita de gheață s-a deplasat spre nord cu aproximativ 10°. În emisfera nordică, în urmă cu 20 de mii de ani, s-a format o gigantică calotă de gheață antică pan-arctică, unind Eurasia, Groenlanda, Laurențianul și o serie de scuturi mai mici, precum și rafturi extinse de gheață plutitoare. Volumul total al scutului a depășit 50 de milioane de km 3, iar nivelul Oceanului Mondial a scăzut cu nu mai puțin de 125 m.

Degradarea învelișului panarctic a început în urmă cu 17 mii de ani odată cu distrugerea platformelor de gheață care făceau parte din aceasta. După aceasta, părțile „mare” ale straturilor de gheață eurasiatice și nord-americane, care își pierduseră stabilitatea, au început să se prăbușească catastrofal. Prăbușirea glaciației a avut loc în doar câteva mii de ani (Fig. 25).

În acel moment, de pe marginea calotelor de gheață curgeau mase uriașe de apă, au apărut lacuri gigantice cu baraje, iar descoperirile lor au fost de multe ori mai mari decât cele moderne. Procesele naturale dominau în natură, nemăsurat mai active decât acum. Acest lucru a dus la o actualizare semnificativă mediul natural, schimbare parțială a lumii animale și vegetale, începutul dominației umane pe Pământ.

Ultima retragere a ghețarilor, care a început cu peste 14 mii de ani în urmă, rămâne în memoria umană. Aparent, procesul de topire a ghețarilor și de creștere a nivelului apei în ocean cu inundații extinse ale teritoriilor este descris în Biblie ca un potop global.

În urmă cu 12 mii de ani a început Holocenul - era geologică modernă. Temperatura aerului în latitudinile temperate a crescut cu 6° în comparație cu Pleistocenul târziu rece. Glaciația a căpătat proporții moderne.

În epoca istorică - de aproximativ 3 mii de ani - înaintarea ghețarilor a avut loc în secole separate, cu temperaturi mai scăzute ale aerului și umiditate crescută și au fost numite mici epoci glaciare. Aceleaşi condiţii s-au dezvoltat în ultimele secole ale ultimei ere şi la mijlocul mileniului trecut. Cu aproximativ 2,5 mii de ani în urmă, a început o răcire semnificativă a climei. Insulele arctice erau acoperite de ghețari în țările din Marea Mediterană și Marea Neagră, în pragul unei noi ere, clima era mai rece și mai umedă decât este acum. În Alpi în mileniul I î.Hr. e. ghețarii s-au mutat la niveluri inferioare, au blocat trecătorile montane cu gheață și au distrus câteva sate înalte. Această epocă a cunoscut un progres major al ghețarilor caucazieni.

Clima era complet diferită la cumpăna dintre mileniile I și II d.Hr. Condițiile mai calde și absența gheții în mările nordice au permis marinarilor din nordul Europei să pătrundă departe spre nord. În 870, a început colonizarea Islandei, unde erau mai puțini ghețari la acea vreme decât acum.

În secolul al X-lea, normanzii, conduși de Eirik cel Roșu, au descoperit vârful sudic al unei insule uriașe, ale cărei țărmuri erau acoperite de iarbă groasă și tufișuri înalte, au întemeiat aici prima colonie europeană, iar acest ținut a fost numit Groenlanda. , sau „țara verde” (care nu se vorbește acum despre ținuturile dure ale Groenlandei moderne).

Până la sfârșitul mileniului I, ghețarii montani din Alpi, Caucaz, Scandinavia și Islanda s-au retras semnificativ.

Clima a început să se schimbe serios din nou în secolul al XIV-lea. Ghețarii au început să avanseze în Groenlanda, dezghețarea de vară a solului a devenit din ce în ce mai de scurtă durată, iar până la sfârșitul secolului, permafrostul a fost ferm stabilit aici. Stratul de gheață din mările nordice a crescut, iar încercările făcute în secolele următoare de a ajunge în Groenlanda pe calea obișnuită s-au încheiat cu eșec.

De la sfârșitul secolului al XV-lea, înaintarea ghețarilor a început în multe țări muntoase și regiuni polare. După secolul al XVI-lea relativ cald, au început secole grele, numite Mica Eră de Gheață. În sudul Europei, ierni severe și lungi s-au repetat adesea în 1621 și 1669, strâmtoarea Bosfor a înghețat, iar în 1709, Marea Adriatică a înghețat de-a lungul țărmurilor.

ÎN
În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, Mica Eră de Gheață s-a încheiat și a început o eră relativ caldă, care continuă și astăzi.

Orez. 24. Limitele ultimei glaciaţii

Orez. 25. Schema formării și topirii ghețarilor (de-a lungul profilului Oceanului Arctic - Peninsula Kola - Platforma Rusă)