Все, кто плавал в южные моря со времен Васко да Гама (1497 г.) до Кука (1778 г.), твердо верили, что где-то там, за гранью горизонта, существует огромный и густонаселенный континент. В 1821 году, когда русские мореплаватели Беллинсгаузен и Лазарев на двух кораблях впервые открыли южный материк, назвав открытую ими часть суши землей
Александра I, выяснилось, что эта огромная земля покрыта толстым слоем льда и необитаема.
По мере того как ученые искали разгадку волнующей тайны, она преподносила все новые загадки. Так, в одной из боннских библиотек была обнаружена карта «Глореанус» датированная 1510 годом, с точной конфигурацией Америки от Канады до Огненной Земли, но... без Антарктиды.
Проблема стала слишком серьезной, чтобы о ней не заговорил весь ученый мир. Была ли Антарктида до оледенения обителью цивилизации? Когда начался теперешний ледниковый период? Вот главные вопросы, заставлявшие специалистов (и неспециалистов) вступать в ожесточенные споры.
Попробуем во всем разобраться. Швейцарский геолог Агасис, открывший в середине XIX века явление оледенения, был поражен, когда обнаружил следы ледникового периода в бассейне Амазонки, в районе экватора. С тех пор недоумение геологов лишь росло: следы оледенения были обнаружены на всех широтах. Однако, почему некогда цветущие континенты вдруг оказывались под панцирем льда, наука до сих пор не знает. Некоторые ученые предполагают, что разгадку следует искать в особенностях вращения солнечной системы вокруг ядра Галактики. Возможно, когда Солнце периодически проходит сквозь гигантское облако космической пыли, которое поглощает часть его радиации, - (наступает эпоха оледенения. Когда же облако пройдено, «подвластные» Солнцу планеты медленно оттаивают. Гипотеза эта весьма изящна, однако строгая периодичность оледенений пока еще не доказана.
Небезынтересны результаты радиоуглеродного метода для определения возраста ископаемых. Оказывается, период современного оледенения полюсов начался от 6 тыс. до 15 тыс. лет назад. А что было до этого? В последние годы под ледяным панцирем Антарктиды обнаружены угленосные слои и окаменелые деревья. Можно не сомневаться, что в минувшие геологические эпохи климат там сильно отличался от нынешнего: теплый и влажный материк был покрыт густой растительностью. В этих благодатных условиях вполне могла развиться цивилизация, со своей астрономией, математикой, картографией... Разумеется, такой вывод противоречит всем современным классическим теориям истории и цивилизации.
В то время мнения ученых разделились: одни категорически отрицали возможность существования древней неизвестной цивилизации в Антарктике и даже были склонны в подобном предположении усматривать посягательство на приоритет русских мореплавателей в открытии Южного полярного материка. Другие высказались «за». Вот несколько любопытных заключений сторонников гипотезы в 60-е годы двадцатого столетия: «Список загадок древней истории разрастается изо дня в день. Очевидно, таких загадок будет еще много. Надо быть готовыми к их восприятию и объяснению.,. Карты Пири Рейса, безусловно, впитали в себя географические познания, накопленные древними мореплавателями еще задолго до открытий Колумба. Я бы сравнил положение историков, занимающихся древним миром сейчас, с положением физиков лет пятьдесят назад - до того, как начались исследования атомного ядра». (Н. Я. Мерперт, ученый секретарь Института археологии Академии наук СССР.)
«В существовании Южного материка, современной Антарктиды, были убеждены все античные географы без различия направлений, и первые легендарные сведения о Южном материке, по современным данным, восходят чуть ли не к пятнадцатому столетию до нашей эры. Побудило ли это современных ученых заняться проблемой «антарктологии», то есть постараться выяснить, каким образом античные авторы узнали об этом материке и что он мог собой представлять, с точки зрения истории человечества, десять-пятнадцать тысяч лет назад. Как это ни странно, но современные авторы все объясняют наивностью древних, полагавших, что земной шар «перевернется», если северные массивы суши не будут «уравновешены» южными, и только поэтому будто бы рисовали у южного полюса материк. Напомним еще одну историческую несообразность. Европа, Азия и Африка были известны цивилизациям, к которым восходит наша культура (Египет, древняя Греция, Рим). Северная Америка была открыта случайно - искали путь в Индию и наткнулись на нее. То же самое произошло с Южной Америкой. Случайно открыли Австралию. А о Южном материке тысячелетия, думали ученые, и несколько столетий мореплаватели сознательно, целенаправленно искали Южный материк и нашли его... Не слишком ли легкомысленно в таком случае все сводить к легендам и недоразумениям? Не скрывается ли за этими мифологическими, наивно-теоретическими напластованиями нечто реальное, какие-то подлинные знания о Южном материке? Я вполне допускаю, что древние знали об Антарктиде как о географической реальности, и получили они эти сведения непосредственно от «антарктов», то есть жителей Южного материка». (И. М. Забелин, ученый-географ и писатель.)
Итак, допустим, что до оледенения в Антарктиде жили люди и существовала высокая цивилизация. Но почему к позднему средневековью никаких следов этой цивилизации не сохранилось? Что это за провал в истории человеческой культуры и мог ли он произойти?
В предыдущем параграфе, описывая некоторые географические характеристики материка, мы привели ряд цифр, относящихся к оледенению, и это неизбежно, так как оно в значительной мере определяет эти характеристики. Здесь опишем оледенение более подробно, так как именно тепловой режим его обусловливает особенности взаимодействия этого материка с атмосферой.
Отсутствие точных данных о подледном рельефе, неполнота их позволяет лишь приблизительно оценить объем антарктических льдов. Считают, что при среднем уровне подледного рельефа, равном +410 м, объем наземной части оледенения Антарктиды равен 23,0 млн. км3, а при среднем уровне -198 м равен 30,4 млн. км3. Последняя величина в полтора раза превышает объем всего остального льда на земном шаре.
Объем шельфов и языков выводных ледников составляет 0,6 млн. км3. Протяженность внешнего края этих ледников составляет 15 тыс. км, что равно половине протяженности береговой линии Антарктиды. Толщина шельфовых ледников, равная у основания 300-375 м, изменяется до 40-50 м у морского края.
Снеговая линия - уровень, выше которого снег лежит круглый год, - находящаяся в Южном полушарии на Огненной Земле и Новой Зеландии на высоте 1000-1800 м над уровнем моря, снижается на берегах Антарктиды. На северо-западном берегу Антарктического полуострова она расположена на высоте 50-200 м, а южнее опускается до уровня моря.
Оледенение Антарктиды питается осадками, приносимыми воздушными потоками с океана. По мере прохождения влажной воздушной массы интенсивность выпадения снега на материк уменьшается. Наблюдениями установлено, что средняя скорость питания на поверхности материка изменяется от 70 г/см2 в год у края оледенения до 3 г/см2 в центральных областях.
На отдельных участках поверхности таяние ледника под действием различных причин с поверхности и сдувание снега преобладают над приходом его, но площадь таких участков не превышает 1,2% площади всего оледенения. Такие условия возникают вокруг свободных ото льда пространствах суши на холмистой поверхности краев оледенения, в горных районах материка. Для всей Антарктиды приход снега в пересчете на воду за вычетом расхода по указанным причинам составляет 2160±410 км*/год.
Основной статьей расхода оледенения является его растекание и обламывание у краев барьера и шельфовых ледников. В настоящее время для определения скорости растекания, и особенно во внутренних областях, данных еще недостаточно. Однако установлено, что горизонтальная составляющая скорости движения льда в наземном ледовом покрове растет от центральных областей к краю оледенения, причем скорость движения некоторых выводных ледников достигает 1250 м/год.
Если исходить из подсчитанной приходной статьи оледенения и предположить, что режим его установившийся, то средняя скорость поступательного движения современного края ледяного панциря Антарктиды должна равняться примерно 233 м/год. При этом период оборота льда в среднем для всех областей оледенения оказывается равным 9,55-12,60 тысяч лет.
Наблюдения, проведенные к настоящему времени в очень большом числе точек побережья Антарктиды, показывают, что в одних местах край оледенения стационарен, а в других он медленно утоньчается и отступает.
Термический режим оледенения и его особенности характеризуются следующими цифрами. Температура поверхности оледенения, обусловленная всеми составляющими теплового баланса, по своему значению близка к значению температуры воздуха. Небольшая теплопроводность льда, и особенно фирна, обусловливает сложный тепловой режим в верхнем слое оледенения, характеризующийся распространением сезонных и иных колебаний температуры на поверхности. Это приводит к тому, что в зимние месяцы на некоторой глубине наблюдается температура выше температуры воздуха и поверхности оледенения, а летом, наоборот, ниже температуры воздуха, что приводит к некоторым особенностям климата внутренних областей Антарктиды.
Глубина, где затухают колебания температуры, зависит от коэффициента теплопроводности и от периода колебаний. Чем больше период, тем глубже проникают температурные волны в толщу оледенения. На этой глубине температура близка к среднегодовой температуре воздуха на поверхности.
Уровень затухания годовых изменений температуры находится в Антарктиде на глубине 15-20 м.
Температура на глубине затухания годовых колебаний достигает -60° С в центральных областях материка и (-8) - (- 15)°С на периферии оледенения. Средняя температура на этом уровне для всей Антарктиды равна -35,5°С.
Ниже слоя затухания годовых колебаний температура в толще оледенения начинает понижаться с глубиной. На станции «Бэрд» градиент понижения равен 0,026° С на 100 м, а у края оледенения 3-4°С. Это понижение объясняют подтоком холодного льда в нижних слоях из центральных областей.
В придонных слоях льда температура должна увеличиваться с глубиной за счет тепла, поступающего из недр планеты и тепла, выделяемого за счет движения ледникового покрова. Приближенный расчет показывает, что на большей части нижней границы оледенения должна наблюдаться температура, равная 0°С. Это приводит к донному таянию, оцениваемому в 50 км3/год.
Сейчас Антарктида - одно из мест на Земле, где потепление происходит особенно быстро. А до этого, на протяжении 37 миллионов лет, Антарктида охлаждалась. За этот период температура там не повышалась ни разу, и только последние 50 лет ученые наблюдают обратный процесс, когда самый холодный континент стал прогреваться.
Этот вывод сделала группа ученых под руководством доктора Джона Андерсона (John B. Anderson) из Университета Райса (Rice University) (Хьюстон, США) на основе спорово-пыльцевого анализа, подледного бурения и сейсмических измерений в районе Антарктического полуострова - северной оконечности Антарктиды.
История материка - медленное замерзание
Как говорит Андерсон, в самом начале своей истории Антарктида была достаточно теплым континентом - температура воздуха не опускалась ниже плюс 10 градусов. И только полностью отделившись от Гондваны, она начала охлаждаться. Почему это происходило, так до конца и не понятно. На этот счет существуют лишь гипотезы, вокруг которых ведутся ожесточенные споры. Большинство ученых связывают остывание Антарктиды с одновременным снижением уровня углекислого газа в атмосфере и ее изоляцией от суперконтинента.
Первые ледники появились в горах Антарктиды примерно 37–34 млн. лет назад. Одновременно, по данным Андерсона, стало снижаться содержание углекислого газа в атмосфере - тогда оно достигло современных значений (390 ppm). И если сначала Антарктида отличалась мягким климатом, там преобладала пышная растительность, то в тот период большинство покрытосеменных растений исчезло. Следующие несколько десятков миллионов лет на континенте господствовали леса с березами и хвойными и простиралась тундра. Похолодание продолжалось, постепенно леса исчезли, а их место заняла тундра. Примерно 12 миллионов лет назад Антарктиду еще покрывали кустарнички, мхи и лишайники.
Дальнейшее падение концентрации углекислого газа в атмосфере, образование пролива Дрейка, окончательно отделившего Антарктиду от Южной Америки, и формирование Антарктического циркумполярного холодного течения привели к тому, что континент полностью сковали льды. «Позже всего лед появился на севере Антарктического полуострова - примерно 5–3 миллионов лет назад. Антарктический полуостров оказался подо льдом в самую последнюю очередь. Когда льды уже покрыли весь континент, там оставался кусочек тундры», - говорит Андерсон.
Современная Антарктида
Сейчас в Антарктике становится все теплее. Например, за последние 50 лет средняя зимняя температура на Антарктическом полуострове повысилась на 6 градусов - это в пять раз больше, чем в среднем по планете. Если раньше вокруг полуострова лед сохранялся круглый год, то сейчас летом он тает. Еще одно свидетельство потепления - летом побережье Антарктического полуострова освобождается ото льда, покрывается злаками и мхами, и тогда трудно поверить в то, что это Антарктида.
Статья доктора Антерсона и его коллег о том, как выглядела Антарктида на протяжении последних 37 миллионов лет, опубликована в последнем номере журнала PNAS.
Антарктида покрылась плотоядным злаком
9 апреля 2011.
Щучка дернистая, покрывающая летом побережье Антарктического полуострова и островов у берегов Антарктиды, усваивает азот особым способом. По мнению ученых, именно он позволит щучке занять в ближайшее время ведущие позиции в регионе.
Ученые из и нескольких университетов под руководством доктора Пола Хилла (Paul W.Hill) из Университета Бангора обнаружили уникальный способ, с помощью которого сосудистое растение (щучка антарктическая, она же - дернистая) на одном из островов у берегов Антарктиды усваивает азот. Щучка не ждет, пока микроорганизмы преобразуют органику в минеральные компоненты (этот процесс происходит в этих широтах очень медленно). Она поглощают сразу белки - короткие пептиды. Всегда считалось, что это умеют делать только грибы и животные, а в растительном мире - мхи.
Уникальная способность позволила щучке захватить доминирующие позиции на острове Сайни (это один из Южных Оркнейских островов), где ученые проводили свои исследования, и практически вытеснить мхи.
Зеленая Антарктида
«Многие считают, что Антарктида всегда полностью покрыта снегом и льдом. Но летом на Антарктическом полуострове и островах, окружающих сам континент, снег тает, и там появляются растения - мхи и два вида сосудистых растений - Colobanthus quitensis (колобантус кито) и Deschampsia Antarctica (щучка антарктическая) », - говорит Пол Хилл.
По словам ученых, в течение последних 50-ти лет климат на побережье Антарктики теплеет быстрее, чем где-либо на Земле. Летние значения температуры повысились там примерно на один градус Цельсия, и летний период стал более продолжительным. Естественно, что на эти изменения сразу отреагировали растения.
Щучка антарктическая (Deschampsia Antarctica)
Обычно в прибрежных экосистемах острова Сайни доминировали мхи. Но в последние годы ученые наблюдают другую тенденцию: на ведущие позиции выходят злаки. Хотя мхи Sanionia uncinata все равно встречаются довольно часто и, как правило, именно они первыми заселяют новую территорию. По мере того как они погибают, формируется небольшой слой почвы. А уже там могут спокойно расти другие поселенцы. Правда, в этом случае возникает проблема - конкуренция за ресурсы: питательные вещества и свет, необходимый для фотосинтеза.
Конкурентную борьбу удалось выиграть щучке антарктической. Ее острые листья проникают в мох, так что им легко достается нужное количество света. С питательными веществами, правда, дело обстоит сложнее.
Новый способ усвоения азота
Растениям для жизни необходим азот. Но усваивать они способны только его неорганические соединения, например, аммиачные соли и соли азотной кислоты. А органический азот могут преобразовать в минеральные соединения только почвенные микроорганизмы. Некоторые растения для этого образуют с ними симбиоз. Правда, по словам Хилла, в Антарктиде растения этого не делают. Но сосудистые растения как-то с этой проблемой справились. Чтобы понять, как, доктор Хилл и его коллеги провели следующий эксперимент: они ввели в почву особые меченые формы органического азота и наблюдали, как растения их усваивают.
«Способность растений усваивать азот на самых первых стадиях минерализации - это ключ к успеху. В своих исследованиях мы показали, что в Антарктиде щучка антарктическая поглощает азот через свои корни в виде коротких пептидов. Это самая начальная стадия преобразования белков в почве. Таким способом эти растения усваивают азот в три раза быстрее, чем происходит усвоение аминокислот, нитратов или солей аммония. И в 160 раз быстрее, чем это делают мхи, с которыми этот злак конкурирует», - пишут авторы исследования. По их мнению, если температура в Антарктике будет повышаться еще больше, тогда и органика будет разлагаться быстрее. Это даст дополнительные преимущества щучке и, похоже, этот злак продолжит свою экспансию на побережье.
«Обнаруженный нами быстрый путь усвоения азота имеет значение не только для экосистем Антарктиды. Если, окажется, что растения в умеренных и тропических широтах могут действовать таким же способом, то это можно использовать для создания новых технологий в сельском хозяйстве», - говорит один из авторов исследования Кевин Ньюсэм (Kevin Newsham) из Британской антарктической службы.
Более подробно о том, как злаки конкурируют с мхами в Антарктике и усваивают азот, можно в статье «Vasclular plant success in a warming Antarctic may be due to efficient nitrogen acquisition», опубликованной в последнем номере журнала Nature Climate Change.
Подтверждение древнего возраста карт Пири Рейса, Оронтия Финея и Филиппа Буаше результатами бурения льда в Антарктике
Мощность антарктической ледовой шапки варьируется от 300-400 м до 3-4 км. По данным академика В.М. Котлякова, результаты бурения льда в Антарктиде свидетельствуют о том, что он существовал, как минимум, 400-800 тысяч лет. Хотя определить его возраст очень трудно.
О возрасте антарктического льда дает представление фрагмент из интервью с В.Котляковым:
«Александр Гордон.
Когда же последний раз Антарктида была свободна ото льда?
Котляков.
Никто этого точно не знает. Но предполагается, что оледенение в Антарктиде возникло не позднее, чем 5 миллионов лет назад, скорее всего 30-35 миллионов лет назад этот материк постоянно находится подо льдом. Таким образом, развитие природы в Северном и Южном полушариях происходило совсем не одинаково. В Северном полушарии ледник то расползался, то исчезал совсем, тогда как в Южном полушарии лед существовал почти непрерывно»
(Антарктида: климат. Передача А.Гордона)
Такой же точки зрения придерживается и доктор географических наук Д.Квасов:
«20-30 миллионов лет назад объем антарктических ледников уже был близок к современному. В то время в умеренных и полярных широтах господствовал довольно теплый климат. Ледниковый щит Восточной Антарктиды подтаивал по краям, но не уменьшался в размерах - на его поверхность выпадало гораздо больше снега, чем теперь
».
Д.Квасов писал, что «потепление также приведет к обильным снегопадам. Крупнейшие ледниковые щиты могут в результате этого даже увеличить свою толщину. Они будут давать меньше айсбергов и немного подтаивать по краям, но не уменьшатся в объеме до тех пор, пока объем таяния не превысит объема снеговой воды, ежегодно получаемой ледниками. Чтобы это случилось, нужно потепление на 10-12 градусов. Только после этого ледники Антарктиды начнут распадаться, а уровень океана расти…. При меньшем потеплении уровень океана может даже немного снизиться в результате увеличения толщины антарктических ледников.»
(Оледенение Антарктиды, или Что считать катастрофами в истории Земли)
Начальник морского геофизического отряда во второй Антарктической экспедиции 1956–1957 гг. Н.П.Грушинский и начальник зимовки четвертой и седьмой Антарктических экспедиций 1958–1959 гг. и 1961–1962 гг. А.Г.Дралкин тоже писали, что последнее оледенение Антарктиды наступило около 10 млн. лет назад. Это оледенение сохранилось постоянным до наших дней.
С конца третичного периода Антарктида не испытывала больших потеплений и остается покрытой льдом
(Антарктида).
Возвращаясь к интервью с академиком В.М.Котляковым, приведу также следующие его слова:
«Скважина на станции Восток впервые показала, что существующая на Земле температура, несмотря на потепление, на полтора градуса ниже тех температур, которые были в периоды изученных нами межледниковий
(три межледниковья в течение последних 420 тысяч лет), то есть современная температура на полтора градуса не дошла до верхнего, известного нам предела. Это значит, что за прошедшие 400 тыс. лет климат на Земле принципиально не изменялся
.»
В другой работе В.Котлякова говорится, что в отдельные периоды плейстоцена (эпохи межледниковий) температура в Антарктиде (как и в Арктике) повышалась на 10-12 град. Это весьма любопытный момент, вроде бы дающий шанс сторонникам 20 – 30-тысячелетнего возраста карт Пири Рейса, Оронтия Финея, Филиппа Буаше и других картографов и мореплавателей. Однако, он противоречит приведенному выше высказыванию того же В.Котлякова, и не подтверждается никакой другой информацией, поэтому я не стал бы принимать его в качестве доказательной базы. Тем более, что результаты бурения антарктического льда показывают, что в последнюю и предпоследнюю ледниковые эпохи (12-120 и 140-220 тысяч лет назад) температура в Антарктиде была примерно на 6 град. ниже современной, с температурными минимумами 20, 60 и 110 тысяч лет назад, то есть как раз в то время, когда, по мнению Ч.Хэпгуда, Антарктида была свободной ото льда.
Тем более, еще и потому, что все остальные данные свидетельствуют о неизменности антарктического ледового покрова, по крайней мере, за последние 5 млн. лет.
Подтверждение древнего возраста карт Пири Рейса, Оронтия Финея и Филиппа Буаше палеогеодинамическими реконструкциями Антарктиды
Еще одним важным аргументом в пользу неизменности антарктического ледника за последние 20-23 миллионов лет является нахождение Антарктиды в течение всего неогена в районе, близком к современному, то есть в непосредственной близости от южного географического полюса. Правда, положение южного полюса в течение этого отрезка времени несколько раз менялось. Однако, даже при изменении наклона земной оси на 15-30 град, которое отмечалось 12 тысяч лет назад, по крайней мере, половина Антарктиды всегда оставалась в полярных широтах, а остальную ее часть 24-12 тысяч лет назад тоже должны были сковывать льды, потому что земная ось располагалась тогда практически вертикально и на Антарктиду почти не падали солнечные лучи. То есть, нет даже намека на то, что температура на ней повышалась более чем на 10-12 град.
О древнем возрасте карты Пири Рейса также свидетельствует произошедшее отделение Антарктиды от Южной Америки 34 (по другим данным, 23) млн. лет назад. А на этой карте они изображены вместе.
***
На основании всего вышесказанного можно повторить прозвучавший в книге «Битвы древних богов » и работе «Самые ранние карты Земли были составлены в палеогене» вывод, что оригиналы карт Пири Рейса, Оронтия Финея, Филиппа Буаше и других картографов и мореплавателей были составлены в палеогене или первой половине неогенового периода (34-20 млн. лет назад). И у противников этого остается не так много аргументов для продолжения спора.
Читайте
мои
другие
работы "Самые ранние карты Земли были составлены в палеогене» " и "Карта мира Оронтия Финея 1531 г. - карта светлой половины Земли в раннемиоценовую эпоху (23
-16 млн. лет назад)?
"
Приглашаю всех желающих для дальнейшего обсуждения данного материала на страницах в темах
и
© А.В. Колтыпин, 20
11
Льды Арктики и Антарктики вовсе не вечны. В наше время в связи с надвигающимся глобальным потеплением, вызванным экологическим кризисом теплового и химического загрязнения атмосферы, могучие щиты скованной морозом воды подтаивают. Это грозит великим бедствием для огромной по площади территории, включающей в себя низменные приморские земли разных стран, в первую очередь, европейских (например, Голландии).
Но раз ледниковый щит полюсов способен исчезнуть, значит, он некогда возник в процессе развития планеты. «Белые шапки» появились - очень давно - в пределах некоторого ограниченного интервала геологической истории Земли. Ледники нельзя считать неотъемлемым свойством нашей планеты как космического тела.
Всесторонние (геофизические, климатологические, гляциологические и геологические) исследования южного материка и многих других областей планеты убедительно доказали, что ледовый покров Антарктиды возник сравнительно недавно. Сходные выводы были сделаны и в отношении Арктики.
Во-первых, данные гляциологии (науки о ледниках) свидетельствуют о постепенном нарастании ледового покрова в течение последних тысячелетий. Например, ледник, покрывающий море Росса, всего 5000 лет тому назад был куда меньше но площади, чем теперь. Предполагается, что тогда он занимал лишь половину от нынешней покрываемой им территории. До сих пор, как считают некоторые специалисты, продолжается медленное намерзание этого исполинского ледового языка.
Бурение скважин в толще материкового льда дало неожиданные результаты. Керны наглядно показали, как намерзали очередные пласты льда в течение последних 10-15 тысячелетий. В разных слоях найдены споры бактерий и растительной пыльцы. Следовательно, ледовый шит материка рос и активно развивался в период последних тысячелетий. На этот процесс влияли климатические и другие факторы, поскольку скорость образования слоев льда различается.
Некоторые из найденных замороженными в толще антарктических льдов бактерий (возрастом до 12 тыс. лет) удалось оживить и изучить под микроскопом. Попутно было организовано исследование пузырьков воздуха, замурованного в этих громадных слоях замерзшей воды. Работы в этой области не завершены, но ясно, что в руках ученых оказались свидетельства о составе атмосферы в далеком прошлом.
Геологическими исследованиями подтверждено, что оледенение - краткосрочное природное явление. Самое древнее из открытых учеными глобальных оледенений случилось свыше 2000 млн лет назад. Затем эти колоссальные катастрофы повторялись достаточно часто. Ордовикское оледенение приходится на эпоху, удаленную от нашего времени на 440 млн лет. Во время этого климатического катаклизма погибло великое множество морских беспозвоночных. Других животных в то время еще не существовало. Они появились гораздо позднее, чтобы стать жертвами очередных приступов замерзания, охватывавших почти все континенты.
Последнее оледенение, судя по всему, еще не закончилось, но на время отступило. Великое отступление льдов произошло порядка 10 тыс. лет назад. С тех пор мощные ледовые панцири, некогда покрывавшие Европу, значительную часть Азии и Северную Америку, остались лишь в Антарктиде, на арктических островах и поверх вод Северного Ледовитого океана. Современное человечество живет в период т.н. межледниковья, который должен будет смениться новым наступлением льдов. Если, конечно, прежде они не растают окончательно.
Геологи получили массу интересных фактов о самой Антарктиде. Великий белый материк, видимо, некогда был полностью свободен ото льда и отличался ровным и теплым климатом. 2 млн лет назад на его побережьях росли густые леса, наподобие тайги. На открытых ото льда пространствах удается систематически находить окаменелости более позднего, среднетретичного времени - отпечатки листьев и веточек древних теплолюбивых растений.
Тогда, свыше 10 млн лет тому назад, несмотря на начавшееся на континенте похолодание, здешние просторы занимали обширные рощи лавров, каштанодубов, лавровишен, буков и других субтропических растений. Можно предположить, что эти рощи населяли животные, характерные для той поры - мастодонты, саблезубы, гиппарионы и т.д. Но куда более поразительны древнейшие находки в Антарктиде.
В центральной части Антарктиды найден, например, скелет ископаемого ящера листрозавра - недалеко от Южного полюса, в обнажениях горных пород. Крупная рептилия двухметровой длины отличалась на редкость страшным обликом. Возраст находки - 230 млн лет.
Листрозавры были, подобно другим звероящерам, типичными представителями теплолюбивой фауны. Они населяли жаркие болотистые низины, обильно заросшие растительностью. Ученые обнаружили целый пояс в геологических отложениях Южной Африки, переполненный костями этих животных, который получил название Зоны листрозавров. Нечто похожее было найдено на южноамериканском континенте, а также в Индии. Очевидно, что в раннем триасовом периоде, 230 млн лет назад климат Антарктиды, Индостана, Южной Африки и Южной Америки был схожим, раз там могли обитать одни и те же животные.
Ученые ищут ответ на загадку рождения ледников - какие глобальные процессы, незаметные в нашу эпоху межледниковья, 10 тысячелетий тому назад сковали огромную часть суши и Мирового океана под панцирем затвердевшей воды? Чем вызвано столь резкое изменение климата. Ни одна из гипотез не убедительна настолько, чтобы стать общепринятой. Тем не менее стоит вспомнить наиболее популярные. Среди гипотез можно выделить три, условно называемые космической, планетарно-климатической и геофизической. Каждая из них отдает предпочтение определенной группе факторов или одному решающему фактору, послужившему первопричиной для катаклизма.
Космическая гипотеза основана на данных геологических изысканий и астрофизических наблюдений. При установлении возраста моренных и прочих пород, нанесенных древними ледниками, выяснилось, что климатические катастрофы случались со строгой периодичностью. Земля замерзала в интервал времени, словно специально для этого отведенный. Каждое великое похолодание отделено от других сроком, приближенно равным 200 млн лет. Значит, спустя каждые 200 млн лет господства теплого климата на планете воцарялась затяжная зима, образовывались мощные ледовые шапки. Климатологи обратились к материалам, накопленным астрофизиками: с чем может быть связано столь невероятно большое время между несколькими итерационными (регулярно проявляющимися) событиями в атмосфере и гидросфере космического объекта? Возможно, с сопоставимыми по масштабу и временным рамкам космическими событиями?
Расчеты астрофизиков называют в качестве такого события - оборот Солнца вокруг галактического ядра. Размеры Галактики чрезвычайно велики. Поперечник этого космического диска достигает размеров примерно в 1000 трлн км. Солнце находится от галактического ядра на расстоянии 300 трлн км, поэтому полный оборот нашей звезды вокруг центра системы затягивается на столь колоссальный отрезок времени. Видимо, на своем пути Солнечная система пересекает какую-то область в Галактике, под влиянием которой на Земле происходит очередное оледенение.
Эта гипотеза не принята в научном мире, хотя многим кажется убедительной. Однако фактами, на основе которых ее можно было бы доказать или хотя бы убедительно подтвердить, ученые не располагают. Факты, подтверждающие галактическое влияние на миллионолетние колебания климата планеты отсутствуют, кроме странного совпадения чисел ничего нет. Астрофизика ми не найдена загадочная область в Галактике, где Земля начинает замерзать. Не найден и тот вид внешнего воздействия, по причине которого может случиться нечто подобное. Кто-то предполагает снижение солнечной активности. Вроде бы «холодная зона» снизила интенсивность потока солнечного излучения, и в результате Земля стала получать меньше тепла. Но и это только предположения.
Сторонники оригинальной версии придумали название для происходящих в звездной системе воображаемых процессов. Полный оборот Солнечной системы вокруг галактического ядра был назван галактическим годом, а небольшой интервал, в течение которого Земля пребывает в неблагополучной «холодной зоне», - космической зимой.
Некоторые сторонники внеземного происхождения ледников ищут факторы изменения климата не в дальней Галактике, а внутри Солнечной системы. Впервые подобное предположение прозвучало в 1920 г., его автором был югославский ученый М. Миланкович. Он принял во внимание наклон земли к плоскости эклиптики и наклон собственно эклиптики к солнечной оси. По мнению Миланковича, разгадку великих оледенений надлежит искать именно здесь.
Дело в том, что в зависимости от этих наклонов самым непосредственным образом определяется количество лучистой энергии Солнца, достигающей земной поверхности. В частности разные широты получают разные количества лучей. Меняющееся со временем взаиморасположение осей Солнца и Земли обусловливает колебания в количестве солнечной радиации в разных районах планеты и при некотором стечении обстоятельств приводит колебания в стадию смены теплой и холодной фаз.
В 90-е гг. XX в. эта гипотеза была тщательно проверена с использованием компьютерных моделей. Были учтены многочисленные внешние влияния на расположение планеты относительно Солнца - орбита Земли медленно эволюционировала под воздействием гравитационных полей соседних планет, траектория движения Земли постепенно преобразовывалась.
Французский геофизик А. Бергер сопоставил полученные цифры с геологическими данными, с результатами радиоизотопного анализа морских отложений, показывающего изменения температуры на протяжении миллионов лет. Температурные колебания океанических вод полностью совпали с динамикой процесса преобразования земной орбиты. Следовательно, космический фактор вполне мог спровоцировать начало похолодания климата и глобального оледенения.
В настоящий момент нельзя утверждать, что гипотеза Миланковича доказана. Во-первых, она требует дополнительных долгосрочных проверок. Во-вторых, ученые склонны придерживаться мнения, что глобальные процессы не могли вызываться действием лишь одного фактора, в особенности, если он внешний. Вероятнее всего, происходила синхронизация действия различных природных явлений, и решающая роль в этой сумме принадлежала собственным стихиям Земли.
Планетарно-климатическая гипотеза отталкивается именно от этого положения. Планета - огромная климатическая машина, которая своим вращением направляет движение воздушных потоков, циклонов и тайфунов. Наклонное положение по отношению к плоскости эклиптики обусловливает неоднородный нагрев ее поверхности. В некотором смысле сама планета является мощным устройством регуляции климата. И ее внутренние силы - причины его метаморфозы.
К числу этих внутренних сил относят мантийные токи, или т.н. конвекционные течения в слоях расплавленного магматического вещества, слагающего подстилающий земную кору мантийный слой. Движения этих токов из сердцевины планеты к поверхности порождают землетрясения и извержения вулканов, горообразовательные процессы. Эти же течения вызывают возникновение в земной коре глубинных расколов, носящих название рифтовых зон (долин), или рифтов.
Рифтовые долины многочисленны на океанском дне, где кора очень тонка и легко прорывается под давлением конвекционных течений. В этих зонах крайне высока вулканическая активность. Здесь постоянно изливается из недр мантийное вещество. Согласно планетарно-климатической гипотезе, именно излияния магмы играют решающую роль в колебательном процессе исторического преобразования режима погоды.
Рифтовые разломы на океанском дне в периоды наибольшей активности выделяют достаточно тепла, чтобы вызвать интенсивное испарение морской воды. От этого в атмосфере скапливается много влаги, которая затем осадками выпадает на поверхность Земли. В холодных широтах осадки выпадают в виде снега. Но поскольку их выпадение слишком интенсивно и количество велико, то снежный покров становится более мощным, чем это происходит обычно.
Снеговая шапка тает крайне медленно, в течение длительного времени приход осадков превосходит их расход - таяние. В результате она начинает расти и преобразуется в ледник. Климат на планете также постепенно меняется, поскольку образуется устойчивая область нетающих льдов. Спустя какое-то время ледник начинает расширяться, поскольку динамическая система неравномерного прихода-расхода не может пребывать в равновесии, и льды увеличиваются до неимоверных размеров и сковывают почти всю планету.
Однако максимум оледенения становится одновременно и началом его деградации. Достигнув критической отметки, экстремума, рост льда прекращается, встретив упорное сопротивление других природных факторов. Динамика приобрела обратный характер, подъем сменился спадом. Впрочем, победа «лета» над «зимой» наступает не сразу. Первоначально начинается затяжная «весна» на несколько тысячелетий. Это смена коротких приступов оледенения с теплыми межледниковьями.
Земная цивилизация сформировалась в эпоху т.н. голоценового межледниковья. Она началась около 10000 лет назад, а закончится, если верить математическим моделям, в конце III тыс. н.э., т.е. около 3000 г. С этого момента начнется очередное похолодание, которое достигнет апогея после 8000 г. нашего летоисчисления.
Главным аргументом планетарно-климатической гипотезы является факт периодической смены тектонической активности в рифтовых долинах. Конвекционные токи в недрах Земли будоражат земную кору с разной силой, это и приводит к существованию таких эпох. Геологи располагают материалами, убедительно доказывающими, что климатические колебания хронологически увязаны с периодами наибольшей тектонической активности недр.
Отложения горных пород показывают, что на очередное похолодание климата приходятся по времени значительные передвижки мощных блоков земной коры, которые сопровождались появлением новых разломов и бурным выделением горячей магмы как из новых, так и из старых рифтов. Впрочем, тот же аргумент используется сторонниками других гипотез для подтверждения своей правоты.
Эти гипотезы можно рассматривать как разновидности единой геофизической гипотезы, поскольку она опирается на данные о геофизике планеты, а именно - всецело полагается в своих выкладках на палеогеографию и тектонику. Тектоника исследует геологию и физику процесса движения блоков коры, а палеогеография изучает последствия такого перемещения.
В результате многомиллионолетних смещений колоссальных масс твердого вещества на земной поверхности существенно менялись очертания континентов, а также рельеф. То, что на суше находят мощные толщи морских наносов или донных илов, прямо свидетельствует о подвижках блоков коры, сопровождавшихся ее прогибанием или поднятием в данном регионе. Например, Подмосковье сложено в большом количестве известняками, изобилующими остатками морских лилий и кораллов, а также глинистыми породами, содержащими перламутровые раковинки аммонитов. Из этого следует, что территория Москвы и ее окрестностей как минимум дважды заливалась морскими водами - 300 и 180 млн лет тому назад.
Всякий раз вследствие смещения громадных блоков коры происходило или опускание, или поднятие определенного ее участка. В случае опускания в пределы материка вторгались океанские воды, происходило наступление морей, трансгрессия. При поднятии моря отступали (регрессия), поверхность суши росла, и нередко на месте былого соленого бассейна вздымались горные гряды.
Океан является мощнейшим регулятором и даже генератором климата Земли по причине своей колоссальной теплоемкости и прочим уникальным физико-химическим свойствам. Этот водный резервуар управляет важнейшими воздушными потоками, составом воздуха, режимом осадков и температуры на обширных площадях суши. Естественно, увеличение или уменьшение площади его поверхности сказывается на характере глобальных климатических процессов.
Каждая трансгрессия существенно увеличивала площадь соленых вод, тогда как регрессия морей значительно уменьшала эту площадь. Соответственно, происходили колебания климата. Ученые установили, что периодические всепланетные похолодания примерно совпадали по времени с периодами регрессии, тогда как наступление морей на сушу неизменно сопровождалось потеплением климата. Казалось бы, найден еще один механизм глобальных оледенений, который, возможно, является самым главным, если не исключительным. Тем не менее, существует другой климатообразующий фактор, сопутствующий тектоническим подвижкам - горообразование.
Наступление и отступление океанических вод пассивно сопровождало рост или разрушение горных хребтов. Земная кора под влиянием конвекционных потоков сморщивалась цепочками высочайших пиков то тут, то там. Поэтому исключительную роль в долгопериодических климатических колебаниях стоит все же отдать процессу горообразования (орогенезу). От него зависела не только площадь поверхности океана, но и направление воздушных потоков.
Если исчезал горный хребет или возникал новый, то перемещение больших воздушных масс резко менялось. Вслед за этим преобразовывался многолетний режим погоды в данной местности. Так вследствие горообразования по всей планете коренным образом менялись локальные климаты, что приводило к общему перерождению климата Земли. В результате наметившаяся тенденция к глобальному похолоданию только набирала темпы.
Последнее оледенение привязывается к завершающейся на наших глазах эпохе Альпийского горообразования. Результатом этого орогенеза стали Кавказ, Гималаи, Памир и многие другие высочайшие горные системы планеты. Извержения вулканов Санторин, Везувий, Безымянный и других спровоцированы именно этим процессом. Можно сказать, что на сегодняшний день эта гипотеза доминирует в современной науке, хотя и не является полностью доказанной.
Гипотеза получила неожиданное развитие, причем в приложении к климатологии именно Антарктиды. Ледовый материк приобрел свой нынешний облик полностью за счет тектоники, только решающую роль сыграли не регрессия и не смена воздушных течений (эти факторы причислены к второстепенным). Главным по влиянию фактором следует назвать водное охлаждение. Природа заморозила Атлантиду точно таким же приемом, каким человек охлаждает ядерный реактор.
«Ядерный» вариант геофизической гипотезы основывается на теории дрейфа континентов и палеонтологических находках. Современные ученые не подвергают сомнению существование движения материковых плит. Поскольку из-за конвекции мантии блоки земной коры подвижны, то эта подвижность сопровождается горизонтальным смещением самих континентов. Они медленно, со скоростью 1-2 см в год ползают по расплавленному мантийному слою.
Взаимное расположение материков со временем менялось, что сказывалось на климате Земли, поскольку от этого зависели воздушные и океанские течения. Окаменелые кости листрозавра в Антарктиде и крайне многочисленные аналогичные находки в Африке, Южной Америке и Индии подтверждают предположение ученых о том, что некогда все эти южные земли, включая также и Австралию, были объединены в один суперматерик.
Единый южный континент Гондвана просуществовал свыше 200 млн лет: с 240 до 35 млн лет тому назад. Около 35 млн лет назад тектонические передвижки коры окончательно раскололи его на нынешние «кусочки», одним из которых оказалась Антарктида. Раскол отрицательно сказался на ее климате, поскольку она оказалась в изоляции.
Прежде антарктические берега омывали только два холодных течения, действие которых компенсировалось в полной мере теплыми океанскими потоками, приходящими от состыкованной с Антарктидой Австралии. После того, как все куски сверхматерика расползлись в разные стороны и оставили Антарктиду в одиночестве посреди океана, она стала активно обмываться многими течениями, образовавшими со временем сплошной поток - т.н. циркумполярное течение.
Оно окружило Антарктиду и набирало силы по мере роста и углубления «пятого океана» - южных вод области Антарктики. Ежесекундно течение проносит больше воды, чем все реки планеты, что не удивительно, если учитывать среднюю глубину «южного океана», равную 3 км. Течение охватывает все слои воды до самого дна, являясь величайшим в природе климатическим барьером. Этот фантастический барьер поглощает все тепло, которое только подводится к белому материку извне.
Оказалось достаточным понижения температуры воздуха в антарктической области всего на 3 °С, чтобы барьер начал действовать, подобно холодильнику. Теперь нарастание снежно-ледового покрова было неизбежным даже при сохранении относительно теплого режима на континенте. Ледник постепенно, в процессе роста вытеснял тепло на окраины, где оно поглощалось циркумполярным течением.
Самые первые ледовые шапки на белом материке начали расти уже 30 млн лет назад на горах Гамбурцева, сегодня полностью скрытых под ледовым панцирем. Примерно 25-20 млн лет назад языки ледника спустились на равнины и с этого момента полное оледенение Антарктиды стало неизбежным. Так, согласно одной из моделей, происходило образование ледового щита последнего из открытых человеком континентов.
Жизнь в Арктике активизируется 5819
Загрузка...
