Загадки прошлого Земли. Оледенение Земли
На полях и прочих открытых участках Русской равнины можно обнаружить огромное количество небольших окатанных валунов. Разноцветные, они имеют различный минеральный состав, причем существенно отличаются от тех пород, которые слагают Русскую равнину. Ученых еще в XVIII веке поразило это чудо.
Впоследствии академик В.М. Севергин тщательно исследовал валуны и обнаружил среди них красноватые граниты, характерные для севера Финляндии. Это многое для него прояснило. Он предположил, что камни на равнину принес ледник.
Современное оледенение Антарктиды гораздо проще объяснить, исходя из теории дрейфа континентов. В мезозое Антарктида была соединена с Австралией и Южной Америкой, а в кайнозое между материками произошел раскол. Вокруг Антарктиды возникло холодное океаническое течение, ставшее причиной похолодания на континенте.
Точно также горные ледники (глетчеры), постепенно сползая с вершин, откалывают от массива горы кусочки породы. Позднее догадка Севергина блестяще подтвердилась. В конце XIX столетия в истории Земли была открыта ледниковая эпоха.
Геологи выяснили, что более чем 10 тыс. лет назад Европу, Азию, Северную Америку и даже Австралию почти целиком покрывали мощные ледовые шапки, напоминающие щит Антарктиды. Затем льды отступили, оставив местами после себя целые холмы из спрессованных каменных обломков или россыпи валунов-голышей.
Изучение отложений, оставленных континентальными ледниками, помогло ученым проследить за климатическими изменениями в истории Земли, однако понять механизм глобального похолодания так и не удалось. Геологи и климатологи точно не знают, что вызвало неожиданное похолодание. Около 100 млн лет назад часть современной Антарктиды, ныне скрытой под двухкилометровым ледяным панцирем, оказалась тогда затопленной водами теплого моря, в котором плавали аммониты. По берегам этого моря паслись стада динозавров. Следовательно, оледенение Земли — временное событие. Ледники не вечны, они рождаются и умирают вслед за колебаниями климата.
Спускавшиеся с гор в равнины ледники своей массой так воздействовали на землю, что прорыли в грунте огромные котловины, заполненные впоследствии водой. В результате у подножия многих гор Европы и Америки удается найти цепочки озер, называемых ледниковыми, или каровыми.
Стремясь установить причину этих колебаний, ученые обнаружили, что в действительности наша планета постоянно охлаждалась с самого момента своего возникновения. Примерно 4 млрд лет назад средняя температура на земной поверхности составляла +110 ºС. Спустя 300 млн лет планета остыла до +90 ºС, потому что на ее поверхность хлынули теплые проливные дожди. Началось осаждение водяного пара, насыщавшего первичную атмосферу. В результате возник Мировой океан, в котором создались условия, пригодные для зарождения и дальнейшей эволюции жизни, полились дожди, породившие Мировой океан. В палеозойской эре похолодание продолжилось, температура на Земле повсеместно равнялась +40 ºС. Около 50 млн лет назад, в начале кайнозоя, произошло очередное падение температуры, в результате чего началось формирование современного климатического режима. Как бы то ни было, глобальные оледенения нельзя признать частью общего охлаждения Земли, поскольку они возникали резко, в виде климатических отклонений.
Мезозойская эра считается временем жары и процветания всех форм жизни. В ту далекую эпоху не было никаких ледников, за исключением высокогорных глетчеров.Температура воздуха в среднем по планете составляла +30 °С, что вдвое выше современной. Океанские глубины были не менее теплыми, средняя температура их вод достигала +20 °С, что выше ее современного значения в 10 раз.
Некоторые физики и климатологи убеждены, однако, что подобные отклонения неизбежны в процессе взаимодействия океана и атмосферы при непрерывном понижении температуры. Океан и атмосфера были главными элементами климатической машины, их взаимодействие в целом стабильно в течение короткого промежутка времени. Океан аккумулирует тепло, распределяет его по атмосфере, поставляет в воздух влагу и забирает углекислоту. Подвижные воздушные массы атмосферы участвуют в переносе и перераспределении тепловой энергии, регулируют выпадение осадков и косвенно влияют на соленость океана, питая впадающие в него реки. Стоит измениться количеству энергии во взаимодействии этих компонентов, как вся климатическая машина начнет перестраиваться. В результате рано или поздно возникнет отклонение, в том числе в виде оледенения. На первый взгляд такое объяснение кажется удовлетворительным, но оно упускает из вида многие немаловажные моменты.
Во-первых, оно не учитывает роль земной биосферы в регуляции климата. Живое вещество Земли отражает большую часть приходящего на Землю солнечного излучения и еще большую часть поглощает. Через биосферу перекачиваются миллиарды тонн воды и воздуха. Растения насыщают атмосферу кислородом, а животные вбирают содержащийся в воде углекислый газ для синтеза кальцитовых панцирей и скелетов. В ходе эволюции жизни неоднократно менялись газовый состав атмосферы и свойства океанской воды. Как это влияло на климат, мы не знаем.
Во-вторых, нельзя забывать, что ни на минуту не прекращается дрейф континентов. Огромные массивы суши двигаются и меняют свои очертания. Их движение сопровождается сокращением или увеличением площади морей и ростом или уменьшением горных гряд. Изменение форм рельефа земной поверхности обязательно должно сказаться на климате. Геологами давно замечено, что многие оледенения связаны с активными горообразовательными процессами на земном шаре. В то же время разливы морей сопровождались потеплением климата.
Авторы гипотезы «космической зимы» утверждают, что ледники наступают с ритмом в 200 млн лет, и это происходит в результате обращения Солнца вокруг центра нашей Галактики. Данные астрономов не подтверждают эту гипотезу, поскольку Галактика на всем протяжении пути движения Солнца сравнительно однородна.
В-третьих, нельзя сбрасывать со счетов изменение газового состава в атмосфере в результате вулканизма и других геологических процессов. Вулканы — это главные «пылильщики» после Мирового океана, поставляющие в воздух ежегодно тысячи тонн сажи, пепла, прочих частиц и газов. Некоторые ученые обратили внимание на то, что нередко похолодания климата на Земле происходили одновременно с понижением концентрации углекислоты в атмосфере. Это и неудивительно, ведь углекислый газ создает парниковый эффект и вызывает потепление климата. Впрочем, последние исследования показали, что парниковый эффект зависит также от концентрации в воздухе метана. Поэтому связывать оледенения только с низким уровнем углекислого газа в атмосфере нельзя.
С таянием ледников связывают гибель Атлантиды. Гипотетические потомки атлантов основали цивилизацию,названную «Последователи бога Гора». Скорее всего, они построили статую Сфинкса, которая, как известно, была воздвигнута еще 7000 лет назад. Сменившие атлантов 5500 лет назад египтяне расчистили Сфинкса от песка, придав его лику портретное сходство с лицом фараона Хефрена.
Оледенения могли быть закономерными отклонениями, случайными событиями, результатом действия какого-то переменного фактора либо последствием сочетания специфических условий. Но и такие рассуждения в корне неверны. Каменная летопись Земли поведала нам о семи глобальных оледенениях, произошедших за последние 2,5 млрд лет. Суммарная длительность всех ледниковых эпох, включая фазы начального похолодания климата и послеледниковья, составляет свыше 1,2 млрд лет! Получается, что на оледенения приходится половина того срока, в течение которого температура на Земле значительно снизилась. Стало быть, оледенения не случайность и не простое отклонение, а неотъемлемая часть эволюции климата.
Земная орбита преображалась за миллиарды лет существования нашей планеты под влиянием гравитации Луны и других планет. Земля своей массой вызывает наматывание на земную ось мирового пространства в соответствии с теорией относительности. В результате ось Земли претерпевает прецессию, или смещение. Итогом космических пертурбаций становится изменение солнечной постоянной, то есть изменение количества тепла, поступающего от Солнца на земную поверхность.
Смелое предположение сделали некоторые палеонтологи (Пидопличко и др.). Они открыли богатую фауну в местах оледенений, а потому утверждают, что сплошного ледового покрова на континентах никогда не было. Между редкими ледовыми языками находились области, где благополучно существовали холоднолюбивые организмы. И это еще одна загадка ледниковой эпохи.