Изменение климатов земли в геологическую эпоху

К силуру, т. е. 440 млн. лет назад, средняя температура Земли снова выросла примерно до 20°С. Это на 5°С выше современной температуры. Климат стал более теплым. Потепление продолжа­лось и в девоне (от 400 до 350 млн. лет назад). Во многих районах бурно развивалась растительность, климат был тропическим. Такие же условия сохранялись и в раннем карбоне: на планете господствовал влажный тропический климат, средняя температура Земли оставалась равной 25°С. Однако в течение каменноугольного периода происходило постепенное похолодание. Каменноугольный период, который охватывал интервал от 350 до 285 млн. лет назад, был временем «сосредоточения» материков. В начале этого периода выделились три массива суши, на которых было представлено большинство климатических зон той эпохи. К середине пермского периода произошло объединение массивов суши Гондваны и Лавразии в единый супер континент — Пангею. В конце каменноугольного периода, примерно 300 млн. лет назад, произошло оледенение Гондваны — древних Южной Америки, Южной Африки, Австралии и Индии. В начале перми (около 280 млн. лет назад) мощное покровное оледенение стало максимальным. В интервале между 310-270 млн. лет назад покровные ледники распространялись до 35° Ю. Ш., их вертикальная мощность достигала 2 км, максималь­ная фаза оледенения длилась 40 млн. лет. Глубокое похолодание климата имело существенное влияние на развитие растительного и животного мира. К концу пермского периода вымерло 75% се­мейств земноводных и свыше 8О % пресмыкающихся, но опреде­ленные виды наземных папоротниковидных растений, напротив, сумели приспособиться к холодному умеренному климату. В начале триасового периода (230 млн. лет назад) все основ­ные массивы суши были спаяны в единый суперконтинент — Пангею, две части которого — Лавразия на Севере и Гондвана на юге — омывались водами огромного океана Тетис. Впоследствии в юрском периоде Пангея начала распадаться. В течение триасового периода происходило постепенное потепление. Юрскому климату была свойственна существенная зональность, а в средних широтах как Северного, так и Южного полушарий имели место существенные сезонные колебания температуры. Никаких свидетельств широкого распространения оледенения в юрское время не установлено. Восточная Антарктида занимала наиболее северное положение, поэтому если следы юрского оледенения и существуют, их следует искать на территории, ныне занятой антарктическим ледниковым покровом. В меловой период, т. е. 135 млн. лет назад, климатический оптимум продолжался, средняя темпе­ратура земного шара была. на 10°С больше, чем сейчас. В целом меловой период был теплее со­временного, меридиональные градиенты температуры верхнего слоя моря были меньше, чем в настоящее время, но широтная зональность была отчетливой даже в самые теплые века мела. В конце мелового периода происходит великое вымирание морской и наземной мезозойской флоры и фауны — погибли аммониты, белемниты, динозавры и значительная часть морского планктона. Причиной этой природной катастрофы, вероятно, было относительно кратковременное похолодание, вызванное выбросом в атмосферу огромного количества аэрозолей. Относительно причины выброса аэрозолей в атмосферу суще­ствуют две точки зрения. Одни ученые считают, что выброс аэрозолей в атмосферу произошел в результате столкновения Земли с астероидом. . Другие связывают выброс аэрозолей в атмосферу с взрывным усилением в это время вулканизма. Таким образом, на рубеже между мезозоем и кайнозоем климат Земли отличался мягкостью, был теплым и влажным, льдов в полярных районах не было, контраст между экватором и полюсамиВ плиоцене началось оледенение Арктики, а 3 млн. лет тому назад ледниковый покров Гренландии разросся до его современных раз­меров, что по времени совпадает с максимальным оледенением Антарктиды. В Арктическом бассейне также развивалось оледенение. Суровые климатические условия существовали в Арктике на протяжении последних 3 млн. лет. Однако, по мнению одних уче­ных, Арктический бассейн замерз по крайней мере с середины плиоцена (3,5 млн. лет назад), и с тех пор его состояние было относительно устойчивым: морские паковые льды покрывали его все время, колебалась только толщина ледового покрова. Каковы же возможные причины изменения климата за геологическую историю Земли? Однозначного ответа на этот вопрос в настоящее время нет. Однако существуют весьма обоснованные гипотезы о роли «парниковых» газов и в первую очередь углекислоты СО2 в изменениях климата. Известно, что в период образования Земли яркость Солнца составляла около 75% по сравнению с современной, но температура на планете была весьма высокая, и земля не была покрыта льдом. Этот «парадокс тусклого Солнца» объясняется очень большой концентрацией СО2 и других парниковых газов в те времена. Меньшее количество приходящей солнечной радиации компенсировалось большим парниковым эффектом, благодаря которому в атмосфере накапливалось больше тепла. Несомненно, также, что на климат влияло изменение конфигурации континентов; океаны в районе полюсов Неогеновый и четвертичный периоды - это время формирования современного рельефа нашей планеты и ее климатической зональности. Важнейшим событием этого времени были великие оледенения, охватившие в антропогене огромные пространства северных материков и сформировавшие ледниковый щит Антарктиды. Во второй половине олигоцена началось похолодание, отразившееся в сокращении ареала теплолюбивой фауны и флоры и в изменении типа растительности. Понижение температуры в высоких широтах привело к появлению небольших горных ледников в Антарктиде, но при этом температура была намного выше современной. Зарождающееся оледенение способствовало выхолаживанию и уже в позднем олигоцене среднегодовая температура в Антарктиде не превышала -44- -45o С. В неогеновый период на Земле резко обострились контрасты температур, чему способствовали установление на всех материках континентальных условий и образование высоких протяженных горных цепей, в том числе и в пределах платформенных областей. Похолодание, несмотря на эпизоды временного потепления, постепенно охватывало все более низкие широты. . В Арктическом бассейне появился ледяной покров,. Эти процессы начались 4-4,5 млн. лет назад, но особенно усилились в позднем плиоцене, когда возникли ледники в Гренландии, Исландии, Канаде, на островах Арктического архипелага, в Скандинавии, Южной Америке (Патагония) и в других местах. Начался период великих оледенений. В северном полушарии центрами оледенений были Канадский и Балтийский щиты, Новая Земля, Таймыр, острова Северной Земли. Мощность ледяного покрова превышала 2,5 км. Горно-долинные ледники были распространены во всех горных системах Европы и Азии: в Альпах, на Кавказе, Тянь-Шане, Алтае, Саянах, Гималаях и др. Наиболее мощные ледниковые языки среднего плейстоцена спускались почти до 50 oс. ш. в Европе, а в Северной Америке даже до 40, заходя языками по долинам крупных рек и огибая возвышенные гряды. Мощность моренных отложений обычно составляла первые десятки метров. Чередование морен с флювиогляциальными, болотными и озерными отложениями свидетельствует о том, что ледники периодически сокращались и наступали межледниковые эпохи. В южном полушарии покровного оледенения не было, если не считать Антарктиды, и климат был теплее северного на несколько градусов, поэтому температурный экватор был смещен в южное полушарие. Межледниковые эпохи характеризовались относительно мягким климатом, средние температуры повышались на 6-12o С, а количество осадков возрастало. Установлено, что ледяной покров Антарктиды и Гренландии в межледниковые эпохи сохранялся. Таяние льда приводило к эвстатическому повышению уровня Мирового океана, в связи с чем развивались трансгрессии и большие участки низменной суши Исчезновение ледника произошло около 15 тыс. лет назад. В этот временной интервал было и несколько холодных эпизодов, когда в горах увеличивался снежный покров и ледники начинали наступать. Последняя холодная эпоха относится к середине прошлого века, когда отмечено продвижение ледников в Альпах, на Кавказе, Тянь-Шане, Гималаях и других горных странах. В Альпах под моренными отложениями оказались даже поселения. С тех пор ледники значительно отступили и уменьшились в мощности.