big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Климат и ледники

Ледниковые эпохи имели место не только в период плейстоцена, но и в более ранние геологические периоды земной истории. Оледенение Антарктиды, например, наступило еще в середине третичного периода (то есть несколько миллионов лет назад) и продолжается по настоящее время. Мы уже упоминали выше об огромном древнем оледенении в каменноугольном периоде палеозойской эры, когда ледники двигались от современного экватора к южному полюсу, По-видимому, были и другие, еще более древние и не менее грандиозные оледенения. Но в целом для Земли ледниковые эпохи являлись не правилом, а исключением. Из последних двух миллиардов лет истории нашей планеты, по мнению английского ученого Ч. Брукса, на периоды оледенений в сумме приходилось не более 250 тысяч лет. В остальное время климат на Земле был теплым, а ледники почти не встречались.

Невольно напрашивается вопрос — почему же происходили оледенения на Земле? Прежде всего возникновение ледниковых эпох на земном шаре можно объяснить изменением климата. В некоторые периоды истории Земли в силу каких-то причин наступало похолодание. Оно вызывало увеличение твердых осадков, рост снежного покрова и образование ледников. С давнего времени ученые, изучающие геологическую историю Земли, пытались объяснить, почему происходит похолодание климата. Было выдвинуто множество гипотез. Некоторые из них настолько интересны и обоснованы, что кажутся почти достоверными. Другие — требуют доказательств.

Наиболее старые и достаточно убедительные гипотезы — астрономические. Они связывают похолодание климата с уменьшением прихода солнечной радиации к Земле вследствие чисто солнечных или даже космических причин. Из астрономии известно, например, что земная ось, как стержень вращающегося волчка (если на него смотреть сверху), движется по конусу вокруг некоторой точки пространства, называемой полюсом эклиптики. Один такой оборот совершается за 26 тыс. лет. Такое движение в астрономии называется прецессией. На это движение земной оси накладывается возмущающее влияние Солнца и Луны, из-за различия их угловых расстояний относительно экватора. Этот эффект, называемый нутацией, приводит к тому, что образующая конуса, вызываемого прецессией, вместо ровной линии превращается в волнистую. Вполне понятно, что двигаясь таким образом вокруг полюса эклиптики, Земля оказывается различно удаленной от Солнца, а следовательно, получает и разное количество солнечного тепла. (Угол наклона плоскости эклиптики за этот период меняется от 21°58' до 24°36'.) Увеличение угла наклона вызывает повышение солнечной радиации и больший обогрев полярных областей Земли, а уменьшение его — понижение прихода солнечного тепла и похолодание. По мнению некоторых ученых, при минимальном угле наклона плоскости эклиптики температура в полярных районах может понижаться до 5 градусов против средней ее величины.

Английский астроном А. Вейлас (1966 г.) вычислил время наступления пиков максимальных и минимальных прецессий и нутаций и определил величину возможной радиации Солнца в это время. Сравнив графики максимальных и минимальных величин радиации во время этих пиков за последние 200 тыс. лет с колебаниями климата и периодами оледенений, полученных по палеогеографическим и палеогеологическим данным, он нашел большую согласованность этих явлений. Его исследования не только подтвердили старую гипотезу о синхронности астрономических факторов и колебаний климата, но и позволили определить важные вехи в истории Земли, такие, как наступление максимума оледенения, которое по его данным было 19 тыс. лет назад, а также периоды минимумов оледенения и наиболее высокого стояния уровня моря, которые наблюдались 80 и 120 тысяч лет назад. Эти исследования вливают свежие жизненные силы в наиболее старую гипотезу о возникновении ледниковых эпох на Земле.

Некоторые ученые в поисках причин похолодания климата и возникновения ледниковых эпох устремляют свой взгляд в глубины вселенной. Астрономам известно, что Солнце и окружающие его планеты помимо движений и вращений внутри самой солнечной системы совершают вместе со всеми звездами Галактики вращение вокруг оси Галактики. Это вращение в отличие от вращения твердого тела очень сложно, так как каждая часть Галактики вращается вокруг этой оси с разной скоростью и имеет свои периоды вращения. Огромная область Галактики, куда входит и солнечная система, например, совершает один такой оборот примерно за 200 млн. лет. Легко понять, что за 5 млрд. лет своего существования солнечная система совершила всего около 25 таких оборотов вокруг оси вращения Галактики, то есть прожила только 25 галактических лет.

Представим себе, что на пути своего движения Земля, да и вся солнечная система, находясь дальше или ближе к центру Галактики, встречала участки мирового пространства, заполненные космическим газом или пылью разной плотности. Ясно, что это отражалось на радиации Солнца, значительно изменяло ее. Естественно предположить, что для периодов с меньшим количеством солнечной радиации будет характерно длительное понижение температуры, увеличение осадков, образование новых и рост существовавших ледников, то есть произойдет наступление и развитие ледниковой эпохи. Эти догадки кажутся вполне правдоподобными для объяснения длительных оледенений в геологическом прошлом нашей планеты, но они, к сожалению, не могут объяснить наступления эпохи плейстоцена и Великого оледенения, так как она слишком коротка с точки зрения «космического летосчисления».

Некоторые гляциологи (Д. Дайсон, 1963 г.) связывают развитие оледенения с активностью самого Солнца, то есть с установленными циклами максимального и минимального количества солнечных пятен. Однако, как мы уже указывали, наблюдения метеорологов не подтверждают такой зависимости. Наоборот, многие ученые склонны считать, что в период спокойного Солнца количество тепла, получаемое землей и атмосферой, увеличивается. Мы не будем вдаваться в эти споры, тем более что материалы наблюдений за солнечной радиацией показывают, что различия в солнечной радиации у земной поверхности в периоды неспокойного и спокойного Солнца трудно обнаружить. Кроме того, увеличение прямой радиации Солнца вовсе не означает того, что земная поверхность при этом должна обязательно получить большее количество тепла. Из-за облачности, замутнения атмосферы или других факторов суммарная радиация может совсем не измениться или даже уменьшиться.

Совершенно бесспорным является то, что в период солнечной активности происходит увеличение ультрафиолетовой части солнечной радиации. Она может возрастать в это время на десятки процентов. И, несмотря на то, что вся поглощается верхними слоями атмосферы и идет на формирование в основном геомагнитного климата Земли, ее значение для целого ряда геофизических и климатообразующих процессов оказывается очень велико. Так, например, по данным последних исследований Э. Р. Мустеля, Б. И. Сазонова и других советских и зарубежных ученых, корпускулярное излучение Солнца в период повышения солнечной активности оказывает огромное влияние на распределение давления у земной поверхности. Оно формирует зоны высокого и низкого давления вдоль широтных кругов, создавая в нижней атмосфере как бы огромные межширотные волны. Усиление ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца приводит к увеличению озона и созданию в верхних слоях атмосферы огромных тепловых очагов и образованию громадных атмосферных вихрей, а вместе с этим к повышению циклонической и антициклонической деятельности. Замечено, что в период солнечной активности на земном шаре чаще и сильнее свирепствуют ураганы, образуются наводнения, бушуют тайфуны и торнадо. В свете сказанного становится совершенно очевидным огромное влияние солнечной активности на усиление или ослабление таяния ледников на Земле. Однако при этом очевидно и то, что, оказывая влияние на колебания ледников, солнечная активность в отличие от астрономических факторов не может сама по себе создавать ледниковые эпохи на земном шаре.

Другая группа гипотез объясняет появление ледниковых эпох не астрономическими, а чисто земными причинами. Одной из таких очень распространенных и старых гипотез является гипотеза об изменении положения географических полюсов Земли. Чтобы следить за изменением положения географических широт и полюсов Земли, около 60 лет назад была создана специальная международная сеть станций, названных станциями международной службы широт. Постоянно измеряя географическую широту места по звездам с помощью зенит-телескопов, наблюдатели этих станций видят, как кочует широта станций. Точно так же кочует и положение географического полюса. Установлено, что за последние 60 лет Северный полюс непрерывно движется вокруг своего среднего положения по спирали, то закручиваясь, то раскручиваясь. Площадь, на которой укладывается вся спираль, представляет собой квадрат со сторонами всего лишь 26 метров. Но, помимо постоянных или периодических смещений полюсов в сравнительно ограниченных пределах вследствие изменения положения земной оси в течение геологической истории, они могли перемещаться еще и в определенном направлении. Пути перемещения географических полюсов за прошедшие 500—600 млн. лет ученые связывают с изменением положения магнитных полюсов, считая, что последние располагались всегда близко от географических. Дело в том, что изверженные горные породы (граниты, диабазы, базальты и др.), которые мы часто называем «каменными» породами, содержат в своем составе минерал магнетит. Благодаря ему они сохраняют в своей «магнитной памяти» то намагничение, которое порода приобрела в период своего образования. Изучая эту намагниченность пород, ученые определяют направление силовых магнитных линий и местоположение магнитного полюса в ту эпоху, к которой относятся эти породы. До того как брать образец породы на исследование, на месте его залегания устанавливается точная ориентировка образца относительно стран света и его горизонтальность. После этого с помощью специальных магнитометров определяется намагниченность ориентированного образца. Изучив таким образом десятки тысяч образцов, собранных со всей земли, ученые установили, что, начиная с палеозойской эры, то есть примерно за 600 млн. лет, Северный магнитный, а возможно и географический полюса непрерывно смещались в определенном направлении. Магнитный полюс совершил свое путешествие от западного побережья Северной Америки на юг, затем пересек центральную часть Тихого океана, вблизи Гавайских островов повернул к Японии, откуда изменил направление на север, добрался до высоких полярных широт (рис. 12). Правда, ряд ученых (Д. Дайсон, например) считает, что за последние 20 млн. лет существенных изменений географического полюса не обнаружено. Однако данные, полученные в период Международного геофизического года, подтвердили мнение о том, что у полюсов, помимо постоянных смещений, о которых мы только что говорили, существует еще систематическое поступательное движение. Согласно последним данным, Северный полюс, например, в среднем за год смещается на 12,5 см в направлении полуострова Лабрадор (Северная Америка), а Южный соответственно должен смещаться по направлению к экватору

Путь смещения Северного магнитного полюса за последние 600 миллионов лет

вдоль 120-го меридиана. Причины такого смещения некоторые ученые (В. С. Назаров) связывают с влиянием полярных льдов на «равновесие» земного шара. Дело в том, что полярные льды, располагаясь несимметрично по отношению к географическим полюсам, да еще постоянно двигаясь под влиянием циркуляции атмосферы и океана, обладая массой, равной примерно одной двухсоттысячной от общей массы Земли, действительно могут оказывать влияние на положение нашей планеты относительно оси вращения. Если про-экстраполировать скорость современного перемещения полюсов на ближайшие, например, 10 тысяч лет вперед, то можно предположить, что климат Канады и Австралии должен стать более холодным, а климат Японии и Сибири более теплым, поэтому и возможность роста ледников на севере Америки и Новой Зеландии, например, будет больше, чем в горах Азии. Зная, что у полюсов Земля получает солнечное тепло неравномерно в течение года и несколько в меньшем количестве по сравнению с другими областями Земли, естественно предположить, что в ранние геологические периоды, так же как и теперь, оледенения Земли могли наблюдаться прежде всего там, где находились эти полюса, включая и зону современного экватора.

Гипотеза смещения полюсов тесно согласуется и с гипотезой дрейфа материков, выдвинутой впервые, как известно, немецким геологом А. Вегенером еще в 1912 году. Доказательством его теории служила большая схожесть береговой линии Западной Африки и Восточной Америки, а также схожесть некоторых представителей растительного и животного мира в разных частях света. В самое последнее время теория дрейфа материков получила неожиданное подкрепление. Во-первых, палеомагнитные данные показывают, что при наличии одного континента магнитное поле оказывается более однородным, чем при современном положении материков. Во-вторых, имеются доказательства определенного направления дрейфа материков по отношению к магнитным полюсам Земли. Так, например, Северная Америка удаляется от Исландии со скоростью около 12 см в год, а Южная Америка от Африки со скоростью 6 см в год. В последнее время появились сообщения о том, что полуостров Индостан за несколько миллионов лет перекочевал из южного полушария в северное, двигаясь примерно с той же скоростью. Но гипотеза Вегенера сама по себе еще не объясняет причин оледенения, если с ней не связать два других важных обстоятельства. Во-первых, расположение в то время географического полюса где-то в зоне современного экватора, с которым связывают великое оледенение Гондваны, а во-вторых, совершенно иное, чем теперь, распределение океанических течений на земном шаре. Вытянутый вдоль экватора древний материк Гондвана, как мы уже говорили, по-видимому, препятствовал меридиональной циркуляции морских вод. Южная часть этой гигантской водяной системы была как бы отключена, и теплые экваториальные воды шли только на обогревание северного полушария. Гипотеза Вегенера широко используется американскими геофизиками для объяснения смены ледниковых эпох во времена плейстоцена, включая и настоящий период. Изучая отложения северных морей, они обнаружили, что в то время, когда северное полушарие было покрыто льдом, существовавшие в море маленькие одноклеточные животные-фораминисферы содержали в своих раковинах совсем иной состав кислорода, чем в доледниковые и послеледниковые периоды. Углекислый кальций, из которого строят фораминисферы свои красивые раковины, как известно, имеет в своем составе кислород. В теплых водах в нем содержится больше изотопа кислорода с атомным весом 18, а в холодных — с атомным весом 16. Изучая соотношение изотопов кислорода в раковинах фораминисфер в разные периоды, ученые установили, что температура поверхностных вод за последний миллион лет колебалась в пределах 6 градусов. Самым интересным оказалось то, что океан был наиболее теплым тогда, когда в северном полушарии быстро наступали ледники, а наиболее холодным — в период их отступления. Даже во время максимального оледенения океан оставался теплым, хотя уже и начинал охлаждаться. Из этого факта ученые (В. Стоке, 1955 г. и др.) сделали вывод о важной регулирующей роли океана в процессе оледенения Земли. Океан в отличие от суши медленно нагревается, но медленно и остывает, поэтому температура его мало меняется. Объем мирового океана составляет 1,9∙109 куб. км. Чтобы заметно охладить его, необходимы многие тысячелетия. Поэтому даже значительное изменение климата на Земле, особенно если оно кратковременно, может не оказать воздействия на температуру воды в океане. Вода останется теплой, даже если наступит новое оледенение Земли. А раз это так, то во времена наступления ледников, когда различия между температурой воды и воздуха будут особенно велики, испарившаяся с поверхности океана вода будет быстро конденсироваться в воздухе, что приведет к увеличению облачности и осадков, особенно твердых. Если количество выпавшего снега за год будет превышать его расход во время снеготаяния, ледники начнут расти. По мере дальнейшего похолодания климата и выноса с материков в море все более холодных вод, температура морской воды начнет постепенно понижаться, а испарение уменьшится. Это неминуемо вызовет убыль осадков и дефицит в водном балансе ледников, и они перестанут расти. Чем дальше будет понижаться температура воды в океане, тем все суше и суше будет воздух над материками.

Облачность уменьшится, увеличится число ясных дней, ослабеет ветер. Нагретая под лучами солнца свободная от ледникового покрова суша все больше и больше будет нагревать прилегающие к ней слои воздуха. Усилится таяние льдов, и ледники начнут отступать. Реки станут многоводнее. Вода в них начнет теплеть, что вновь приведет к потеплению океана. Общий период потепления на Земле должен продолжаться, по мнению авторов, 40—50 тысяч лет. Вода в океане за этот период только за счет выноса теплой речной воды должна нагреться на 4—5 градусов. Но еще больше она будет прогреваться после таяния ледников под воздействием солнечных лучей.

Причину наступления ледников Стоке видит в геологических процессах, которые приводят к горообразованию, поднятию уровня континентов и изменению орографии Земли. Поднятие гор^ может привести к возникновению горных ледников (глетчеров), зародышей будущего оледенения Земли.

Несколько иначе представляют себе стадии оледенения северного полушария во время плейстоцена два других американских геофизика — М. Юинг и В. Донн. Свою теорию ледниковых эпох они высказали лишь годом позднее Стокса и так же, как и он, основывали ее на изучении древних морских отложений, поднятых со дна Атлантического океана. А эти данные показывают, что за период от 90 тысяч до 11 тысяч лет тому назад температура воды в экваториальных водах Атлантики непрерывно понижалась примерно на 1 градус за каждые 10—11 тысяч лет. Затем температура воды начала очень быстро расти (на 1 градус в тысячелетие). За последние несколько тысяч лет температура воды оставалась, пожалуй, самой высокой за все последние межледниковые эпохи плейстоцена. Было установлено быстрое повышение уровня мирового океана. Оно началось около 11—12 тысяч лет тому назад. Поэтому Юинг и Донн, как и другие ученые, считают эту дату окончанием Великого оледенения. Изучение же отложений, взятых со дна Ледовитого океана, показало обратную картину. Оказалось, что во время Великого оледенения Ледовитый океан был свободен от сплошного льда. По нему плавали лишь отдельные айсберги, откалывавшиеся от покрытого плотным льдом побережья, как они откалываются сейчас от ледяных берегов Гренландии и плавают в Северной Атлантике. В течение полярного лета вода в Ледовитом океане настолько сильно нагревалась, что этого тепла было достаточно для того, чтобы поддерживать высокую температуру в Арктике в течение всей зимы. Температура поверхности океана в Арктике зимой в то время была примерно на 35° выше, чем в настоящее время, и держалась около нуля градусов.

Большое различие в температурах воды теплого Арктического и холодного Атлантического океанов должно было вызывать усиленный водообмен между ними и повышенное испарение с поверхности Арктического океана. В период Великого оледенения этот океан был одним из главных источников питания ледников. Особенно важную роль в накоплении льда играл он зимой, принося осадки на замерзшие материки северного полушария. Над свободной ото льда поверхностью Арктического океана располагалась тогда . область низкого давления с ветрами восточных направлений. Они гнали теплые арктические воды на запад, как западные ветры гонят сейчас теплые воды Гольфстрима в Арктику, На побережье океана в сторону моря Дули лютые штормовые ветры южных направлений так же, как дуют они теперь на побережье Антарктиды. Картина циркуляции атмосферы над северным полушарием выглядела так, как показано на рис. 13.

В борьбе с ледником и морозным ветром «Близартом» Солнце было бессильно. Арктика все более и более охлаждалась, покрывалась льдом и превращалась в обширное ледяное поле. Такой она и остается по настоящее время. Водообмен между Атлантическим и Арктическим океанами при этом постепенно уменьшался, так как перешеек, соединяющий океаны через Исландию или Шпицберген, по мере понижения уровня воды в них, становился все мельче и мельче. Циркуляция воды и воздуха в северном полушарии также изменилась. Теперь уже Арктический океан перестал быть источником питания ледников. С ослаблением водообмена между океанами началось быстрое потепление поверхностных атлантических вод, усиление западной циркуляции, а вместе с ней потепление климата. Замерзанием Арктического океана завершилась ледниковая стадия. Начался новый период потепления, приведший к отступлению ледников. Этот процесс, как мы уже говорили, шел более быстро по сравнению с оледенением и сменился периодом межледниковья, в котором мы, по-видимому, и живем сейчас. Дальнейшее потепление, по мнению авторов этой гипотезы, неминуемо приведет к таянию льдов Арктики и повышению

Циркуляция атмосферы над северным полушарием в ледниковую эпоху

температуры воды в Арктическом океане, а следовательно, к повышению уровня воды мирового океана. Это, в свою очередь, усилит водообмен между океанами и вновь приведет к охлаждению поверхностных вод Атлантики. После этого будут созданы благоприятные условия для начала новой стадии оледенения. Такая смена циклов, по их мнению, будет продолжаться все время, пока какие-либо внешние причины или внутренние процессы Земли, вроде нового горообразования, не изменят или не нарушат этого естественного процесса.

Первоначальным же толчком к установлению такой цикличности во времена плейстоцена, Юинг и Донн считают перемещение полюсов или же расхождение материков (по Вегенеру), нарушивших установившийся ранее процесс циркуляции воды и воздуха на земном шаре. Когда Северный полюс находился на севере Тихого океана, а Южный — в Южной Атлантике, свободный обмен с полярными районами не мог создать условий для образования полярных ледяных шапок. По мнению ряда ученых, это продолжалось до третичного периода. Затем полюса Земли постепенно заняли современное положение, при котором создались наивыгоднейшие условия для возникновения ледниковых эпох. Пока такие условия будут сохраняться на земном шаре, говорят ученые, Гренландия на Севере и Антарктида на юге всегда останутся покрытыми льдом и будут являться очагами покровных оледенений. Только в том случае, когда полюса займут другое положение, благоприятная ситуация для больших оледенений на Земле исчезнет.

Гипотезой Юинга и Донна не заканчиваются попытки ученых объяснить возникновение и исчезновение ледниковых эпох на Земле и проследить их историю. Таких гипотез много. Кстати, во многих теориях делаются попытки проэкстраполировать влияние оледенений на биографию планеты в прошлом и будущем. Одни авторы видели будущий климат более теплым, другие — более холодным, а некоторые допускали даже полное оледенение Земли. Но у нас нет возможности проанализировать все эти предположения, так же как отдать окончательное предпочтение какой-либо из гипотез о происхождении ледниковых эпох, тем более что все они, в конечном счете, сходятся в главном — возникновение ледниковых эпох находится в тесной связи с похолоданием климата. Но тут надо отметить и другое очень важное обстоятельство — связь, о которой сейчас шла речь, двусторонняя. Взаимодействие между ледниками и климатом было замечено давно. Не раз приходила людям мысль о том, что не только похолодание климата могло явиться причиной роста ледников на земном шаре. Жители горных районов наблюдали, что иногда совсем внезапно расположенный неподалеку от них ледник вдруг начинал стремительно ползти вниз. Причем движение его было настолько быстрым, что людям едва удавалось унести ноги, захватив с собой лишь самое необходимое. Жилье, утварь и другое имущество оказывались погребенными под толстым слоем льда и появлялись на свет иногда лишь спустя многие столетия или даже тысячелетия. Совсем недавно, например, в апреле 1963 года, в нашей прессе появилось сообщение о неожиданном, быстром наступлении ледника Медвежий, расположенного в горах Памира. Казалось, не было никаких внешних причин для его пробуждения. Климат оставался неизменным, в горах стояла весна — время, когда ледники обычно начинают активно таять и сокращаться, а не расти, и вдруг... такое «чудо природы». Обычно мирно спускавшийся с гор со скоростью примерно один метр в сутки, Медвежий внезапно начал наступать в 100 раз быстрее. Через месяц ледник увеличился уже на два километра, перегородил боковую долину и текущую по ее дну реку Абдукагор, образовав большое озеро глубиной 80 метров. Глубина озера возрастала почти на 15 метров в час, а затем вода, проделав себе проход через лед, устремилась вниз по долине, вызвав большое наводнение.

А десятью годами раньше, весной 1953 года, произошел аналогичный, но еще более быстрый рост одновременно у трех ледников, расположенных в горах Каракорума. Спустившись в широкую долину, они образовали единый ледник Кутиах, который за три месяца спустился вниз на 12 км, уничтожив все на своем пути. В отдельные дни скорость его движения достигала 130 метров, то есть 5,5 м в час. И такие случаи — не исключение. Дело в том, что у ледников «своя жизнь». Они развиваются по своим собственным законам, тесно взаимодействуя с окружающей средой и прелюде всего с атмосферой, которая является источником их питания. Совершенно очевидно и то, что самим своим существованием ледники оказывают огромное влияние на окружающую природу и, в первую очередь, на прилегающий к ним слой воздуха, охлаждая и увлажняя его, как будто бы специально переделывая метеорологический режим и климат в нужном для себя направлении.

О роли ледников в формировании климата Земли много размышлял наш соотечественник Е. С. Гернет. Он был капитаном дальнего плавания. Много путешествовал и читал. Особым его пристрастием были ледники. Внезапные и быстрые наступления ледников и те бедствия, которые они приносили людям, привели его к выводу о таящейся в них большой опасности. Гернет создал свою гипотезу о влиянии ледников на похолодание климата, усмотрев в этом влиянии нечто вроде заразной болезни, угрожающей Земле. Недаром он назвал ледники «лишаями планеты» и написал об этих «лишаях» полную тревоги за судьбу человечества книгу «Грядущий ужас». Основную опасность для северного полушария он видел в гренландском леднике, которому призывал объявить войну. Для этого, по его мнению, следовало лишь убирать выпадающий за год снег, а всю остальную работу по таянию льда выполнило бы уже солнце. Для уборки снега он даже предложил создать специальные полки танков. Теперь книжка Е. С. Гернета кажется наивной, но многие высказанные им положения не утеряли своего значения и до сих пор.

В настоящее время уже ни у кого из исследователей ледников и климата не возникает сомнения в том, что, изучая роль климата в оледенении Земли, надо одновременно оценивать и влияние ледников на климат. Именно с такой позиции совсем недавно (в 1961 г.) югославский географ Шегота и построил свою теорию оледенений, в которой основную, роль в росте ледников отводил не столько внешним, сколько внутренним, присущим самому леднику, закономерностям. Только в самом начале оледенения необходимо благоприятное сочетание внешних условий, утверждает Шегота, а дальше все покатится как лавина в горах, без всякого внешнего вмешательства. Ледники сами обеспечивают свой рост. Такими благоприятными для начала оледенения условиями должны быть, по мнению Шеготы, следующие:

а) наличие суши вблизи полюса;

б) благоприятное расположение материков и океанов;

в) непрерывное поднятие суши.

В четвертичный период как раз такие благоприятные условия и сложились для возникновения ледников. Рост горных хребтов способствовал накоплению снега и образованию горных ледников, которые при благоприятных климатических условиях начали расти и послужили толчком для возникновения покровного оледенения. Начавший расти ледник развивается не равномерно, а скачками или пульсациями. При этом происходят одновременно два процесса. Выше снеговой линии или границы питания снег непрерывно накапливается, а ниже этой границы тает. В связи с этим изменяется форма ледника. Его центральная часть оказывается более мощной. Давление льда на нижние его слои увеличивается, нарушается соответствие между объемом и формой. Сдавленный в центре лед растекается сначала медленно, потом скорость его движения увеличивается, пока форма ледника не придет в соответствие с объемом. Потом снова наступает некоторое затишье, пока в центральных его районах вновь не накопится достаточно снега и не увеличится давление льда вниз и к краям ледника. Затем процесс повторяется снова.

По мере увеличения размеров ледника его центральные районы оказываются все дальше и дальше от источников питания — океанов и морей. Ледник начинает жить своими краями, а его центр омертвляется. Это приводит к изменению его формы.

Изменение размеров и формы ледника

Посмотрите на рис. 14, как меняются, по мнению Шеготы, размеры ледника в разные периоды его жизни. Максимальная толщина ледяного покрова наступает, оказывается, в первую половину оледенения, наибольший его объем — примерно в середине, а максимальная площадь — лишь к концу периода. После этого начинается обратный процесс — сокращение ледника, который также происходит скачками.

Анализируя данные четвертичного оледенения, Шегота устанавливает простые соотношения между продолжительностью стадий наступления и отступления ледников. По его данным, стадии наступления ледников оказываются в 4 раза продолжительнее стадий их сокращения.

Каждый последующий цикл оледенения на половину длиннее предыдущего, а каждая последующая стадия отступления ледника на такой же период короче предыдущей. Полностью соответствует развитию оледенения и изменение климатических условий, то есть климат является следствием оледенения. Температура воздуха растет по мере отступления ледника, но к концу этого периода не достигает того уровня, на котором она держалась в предыдущий межледниковый период, так как ледник оставляет после себя как бы остаточное охлаждение. Осадки же, наоборот, уменьшаются в межледниковый период, но не бывают меньше того количества, которого они достигали в предыдущий межледниковый период. Лед и снег начинают быстро таять при отступлении ледника, но к концу межледникового периода их

Циклы ледниковых эпох и ход осадков и температура воздуха

количество не бывает меньше, чем в конце предыдущего. Исходя из такой закономерности, Шегота делит весь четвертичный период, во время которого наблюдалось оледенение Земли, на ряд ледниковых циклов в соотношении 4:1 (четыре части времени от начала цикла оледенения до периода наибольшего развития и 1 часть времени от начала отступления ледника до нового наступления). Каждый такой цикл короче предыдущего, Общая картина эволюции оледенения в четвертичный период показана на рис. 15.

Вся продолжительность четвертичного оледенения от его зарождения до полного исчезновения (в том числе и в Антарктиде), по мнению автора, составит около 5 млн. лет. При этом последний межледниковый период, в котором мы живем, продолжается 10 тыс. лет и закончится через 24 тыс. лет. Как видно из сказанного, у Шеготы в развитии процесса оледенения уже не климату, а леднику принадлежит главная роль,

В настоящее время советскими и зарубежными учеными созданы теории развития покровного оледенения, основанные на внутренней динамике его жизни, но рассмотрение их не входит в нашу задачу.

Все перечисленные выше теории и гипотезы о происхождении ледниковых эпох мы привели только с одной целью — показать взаимодействие льда и климата. Нам бы хотелось, чтобы читатель понял, что каким бы образом ни возникали оледенения на земном шаре, а причины их могли быть самые разные, начавшись, они развиваются и протекают по своему собственному пути, в основе которого лежит закон сохранения энергии и вещества; то есть тепловой и водный баланс, Вся жизнь ледника от его возникновения до полного разрушения подчиняется только этому закону.

О том, какова же роль теплового баланса в жизни ледников, и пойдет речь дальше.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.