По каким причинам сформирован ледник в антарктиде. Таяние ледников — актуальная экологическая проблема

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.

Если в начале кайнозоя климат на планете был значительно теплее современного, то вследствие ледниковых периодов, вызванных обширными поднятиями суши, он постепенно приблизился к современному состоянию. Начала все более отчетливо прослеживаться климатическая зональность. Из-за постепенного похолодания теплолюбивая флора постепенно отступала к югу, сменяясь в умеренной зоне листопадными и хвойными лесами. Последний ледниковый период в кайнозое закончился примерно 10-12 тыс. лет назад. Эпохи похолодания способствовали образованию горных ледников на планете и увеличению масштабов оледенения Антарктиды.
Как появился уникальный континент Антарктида? Это не только самый высокий материк, но и область самого большого оледенения Земли. Отличительные особенности Антарктиды – мощный покров материкового льда и суровость природных условий, которые определяются положением материка вокруг Южного полюса, а также соотношением суши и моря в высоких южных широтах.
Мощность ледяного панциря Антарктиды в среднем составляет 2 тыс. м, но в некоторых районах он достигает высоты в четыре километра. По ориентировочным оценкам, общий объем материкового льда составляет здесь 22 млн км3, то есть в Антарктиде сосредоточено 87 % объема льда Земли.
Нигде на нашей планете не наблюдается столь низких температур в течение всего года, как на Антарктическом материке. В частности, средняя годовая температура воздуха в центральных его районах достигает отметки в 55-57 °С ниже нуля. Антарктида – величайший на нашей планете источник холода. Ее ледяной панцирь обладает огромной способностью отражать солнечные лучи. В таких условиях кондиционер был бы неуместным, зато он нужен нам сегодня летом, когда показатели термометра достигают отметки 30-40 градусов тепла. Современное оборудование играет в нашей жизни большую роль. оно помогает выпутаться из тяжелых ситуаций. Во время выбора технологии нужно обращать внимание на качество.

Согласно современным научным исследованиям, в течение длинного полярного дня суммарная радиация над Антарктидой приближается к экваториальной, но около 90 % этой солнечной радиации отражается обратно в атмосферу. Формирование ледяного покрова произошло 25-30 млн лет назад, о чем свидетельствуют данные изучения осадков Мирового океана. Еще в начале кайнозойской эры в Антарктиде сохранялся умеренный прохладный климат.
С похолоданием на планете первоначально образовались достаточно небольшие ледники в горах Гамбурцева в Восточной Антарктиде, но постепенно, получая обильное питание в виде снега, они спустились с гор на равнину. Начал образовываться массивный ледяной покров. В течение долгого времени с Антарктидой соединялась Австралия, но примерно 35 млн лет назад она откололась.
В углублявшийся и расширявшийся пролив между Австралией и Антарктидой хлынули воды холодного течения, самого мощного в современной океанской системе. В нем проносится в два раза больше воды, чем во всех вместе взятых реках нашей планеты. Вследствие этого образовался естественный природный барьер, препятствовавший любому проникновению тепла в область Антарктиды.
Барьер циркумполярного течения и сегодня сохраняет от разрушения гигантский ледниковый панцирь Антарктиды. Кроме того, соседство огромного ледяного массива с довольно теплыми океаническими бассейнами обеспечивает в Южном полушарии нашей планеты условия для усиленной циркуляции атмосферы в течение всего года.
Распределение давления в верхних слоях атмосферы обусловливает приток относительно теплого и влажного воздуха с океана в Антарктиду, что становится причиной выпадения осадков, питающих оледенение. В наши дни ледяная шапка Антарктиды играет важную роль в системе глобальной циркуляции атмосферы на планете. Исчезновение огромного ледяного панциря способствовало бы уменьшению контраста температуры, ослаблению междуширотных потоков воздуха и фактическому размыванию границ географических и климатических зон. Это, в свою очередь, привело бы к менее контрастным природным условиям и резкому сокращению широкого разнообразия жизни на нашей планете.

Были ли великие катастрофы.
Примитивные организмы усложнялись, пока, через длинную вереницу предков, не возник наконец человек. Постепенно заполнялись пробелы в геологической летописи, и стройная картина развития Земли была уже близка к завершению. Казалось, что сбывается предвидение основоположника научной геологии Чарлза Лайеля, сделанное еще в 1830 году: «Порядок в природе, с самых ранних периодов, был однообразен в том смысле, в каком мы считаем его однообразным и теперь, и надеемся, что он останется таковым и на будущее время».
И все-таки катастрофы были!
признаки резких изменений отмечались одновременно в пределах всей Земли. На протяжении последнего миллиарда лет наибольшее значение имели четыре великие катастрофы - 650, 230, 65 и 35 миллионов лет назад.
Первая из них была связана с самым большим в истории Земли оледенением. Его следы найдены на всех материках, кроме Антарктиды, которая и теперь покрыта ледниками и ПОЭТОМУ плохо изучена. Есть признаки оледенения и в экваториальных районах. Могут возразить - материки движутся, и те районы, которые сейчас находятся на экваторе, когда-то были вблизи полюсов. Но теперь научились определять широту древних материков. Оказалось, что Шотландия и Белоруссия, где обнаружены ледниковые отложения с возрастом около 650 миллионов лет, в то время находились на экваторе. Значит, ледники тогда доходили до экватора. До этого Солнце давало тепла на несколько процентов меньше, чем теперь. Но в атмосфере было гораздо больше углекислого газа, и парниковый эффект согревал Землю. В океанах появились растения (сине-зеленые, а потом и «настоящие» водоросли), они потребляли и разлагали углекислый газ, и «съев собственное одеяло», довели Землю до почти полного оледенения. В результате многие водоросли вымерли, и «одеяло» постепенно восстановилось.
Вторая катастрофа произошла 230 миллионов лет назад, вскоре после еще одного крупного оледенения. Оно не было всемирным и охватывало только полярные и часть умеренных широт Южного полушария. С оледенениями, как теперь доказано, связана засушливость климата. Вода океанов поступала в огромные заливы, окруженные пустынями, и испарялась в них. Соли выпадали в осадок. Один из таких заливов находился на востоке Восточно-Европейской равнины. Соль уходила из океана, вода же в ходе своего великого круговорота возвращалась в него. В результате соленость вод океана сильно понизилась. Не все морские организмы смогли пережить это. По некоторым данным, вымерло 97 процентов организмов, обитавших до этого в морях и океанах. Наземной фауны и флоры катастрофа не коснулась.
Шестьдесят пять миллионов лет назад произошло самое загадочное событие в геологической истории. Внезапно вымерли динозавры и другие гигантские рептилии, господствовавшие до этого более ста миллионов лет. Вместе с ними вымерли заселявшие моря аммониты, белемниты и многие виды микроскопических организмов. Предложены десятки гипотез, объясняющих вымирание, но среди них нет ни одной, которая была бы убедительной, с точки зрения всех или хотя бы большинства исследователей. Теорию вымирания динозавров еще предстоит создать.
В мезозое, когда жили динозавры, на всей Земле господствовал теплый климат. Вода на поверхности океанов в полярных районах имела температуру 15, а иногда и 18 градусов. Примерно такие же условия господствовали и в начале кайнозоя - «века млекопитающих» - до 35 миллионов лет назад. Но потом очень быстро, почти мгновенно (в масштабах геологического времени это «мгновенье» длилось около ста тысяч лет) температура повсюду снизилась на несколько градусов. В тропиках стало холоднее, чем теперь, а в умеренных и полярных широтах после похолодания температура была все-таки гораздо выше современной.

Причины похолодания
До недавнего времени об изменениях температуры судили главным образом по остаткам животных и растений. На похолодание указывало вымирание теплолюбивых видов. Но всегда можно было сказать, что в прошлом организмы жили в иных условиях, чем теперь, а вымирание связано не с похолоданием, а с чем-нибудь другим. Теперь найдены «термометры», которые позволяют более объективно судить об условиях прошлого. Определяют изотопный состав кислорода, входящего в состав древних организмов. Кроме наиболее распространенного изотопа с атомным весом 16, существует еще изотоп с атомным весом 18 - так называемый тяжелый кислород. Но в остатках древних организмов содержание тяжелого кислорода меняется в зависимости от температуры воды, в которой они обитали. Кислородный термометр показал, что около 35 миллионов лет назад произошло именно похолодание, а не какое-либо другсз изменение среды обитания.
Что было причиной похолодания? Существует множество гипотез. Первая из них - гипотеза об уменьшении светимости Солнца. Но астрофизики против - ни Солнце, ни похожие на него звезды не могут резко изменить светимость. Она не уменьшается, а очень медленно и постепенно растет - примерно на один процент за 100 миллионов лет. Некоторые ботаники предположили, что внезапно изменился наклон земной оси. Специалисты по небесной механике отказываются даже обсуждать такую гипотезу, она кажется им совершенно нелепой.
Нельзя ли объяснить похолодание тем, что «прохудилось одеяло» Земли - уменьшился парниковый эффект ее атмосферы? Для этого в ней должно было уменьшиться содержание углекислого газа. Оно зависит от того, как быстро потребляют углекислый газ растения. Чем пышнее растительность, тем выше фотосинтез и тем меньше содержание СО в атмосфере. Но при похолодании растительность становится менее пышной, и содержание углекислоты в воздухе растет. Парниковый эффект сдерживает похолодание, вызванное другими причинами.
Может быть, Земля «переоделась» в другую, более светлую одежду? Ведь и мы, чтобы спастись от жары, переодеваемся в белое. Белые поверхности отражают солнечные лучи. Чтобы Земля приобрела большую белизну, должны появиться обширные ледники, морские льды и снежные поля. Они появляются только при низких температурах. Увеличение альбедо (отражательной, способности) может поддерживать похолодание, но не может быть его причиной.
До 35 миллионов лет назад снега и льда, вероятно, не было нигде, кроме высоких гор. Но полярные широты получали столько же солнечного тепла, сколько они получают его теперь. Откуда же бралось дополнительное тепло? Зимой льды бывают в Азовском море, но юго-западная часть Баренцева моря никогда не замерзает. Это объясняется тем, что к северным берегам Европы подходит теплое течение. Может быть, 40-50 миллионов лет назад оно было более мощным? Увы, и это объяснение не подходит. Когда-то между Скандинавией и Гренландией вообще не было моря. Пятьдесят пять миллионов лет назад они стали медленно отодвигаться друг от друга, и только около 30 миллионов лет назад установилось глубоководное сообщение между Норвежско-Гренландским и Полярным бассейнами. Моря, через которое мог бы течь древний Гольфстрим, не было!
Океаны и атмосфера Земли образуют единую климатическую машину. Расположение материков Северного полушария не создавало условий для теплого климата Арктики. Но положение спасало Южное полушарие. Австралия тогда находилась гораздо южнее и образовывала единый материк с Антарктидой. С ним соединялась Южная Америка - пролива Дрейка не было. В таких условиях теплые течения, вызванные восточными ветрами в субтропических широтах, поворачивали на юг вдоль восточных берегов Южной Америки и Австралии и достигали Антарктиды. В ее пределах господствовал довольно теплый климат и росли леса из южного бука. Именно через Антарктиду из Америки в Австралию проникли сумчатые, многие представители растительного мира и даже пресноводные ракообразные. Два огромных водоворота в Южном полушарии - один в Тихом, а другой в Атлантическом и Индийском океанах - утепляли умеренные и полярные широты. Тепла было так много, что его хватало и на обогрев Северного полушария.
55 миллионов лет назад Австралия стала медленно отодвигаться к северу. Но между ней и Антарктидой еще долго существовал перешеек, а потом пролив был узким и неглубоким. Только 35 миллионов лет назад южнее Австралии возникло мощное океаническое течение, подгоняемое западными ветрами. Это в корне изменило климатические условия всей Земли. Два водоворота Южного полушария слились в один. Теперь от юго-восточных берегов Южной Америки (все еще связанной с Антарктидой) воды океана совершали почти кругосветное путешествие вблизи берегов Антарктиды, юго-западных берегов Южной Америки и поворачивали на север. Далее вдоль экватора их гнали уже восточные ветры. Через широкий и глубокий пролив между Австралией (хотя она и отодвинулась от Антарктиды, но находилась гораздо южнее, чем теперь) и Юго-Восточной Азией течение проникало в Индийский океан, потом поворачивало на юг и... цикл повторялся.

Ледники покрывают Антарктиду
На далеком и холодном юге за время долгого пути воды успевали сильно охладиться. Потом охлажденные воды проникали в тропические широты и охлаждали также и их. Похолодание вызвало рост ледников в Восточной Антарктиде. Названия Восточная и Западная Антарктида условны. В сущности любая часть этого материка будет северной по отношению к Южному полюсу. Но европейские путешественники обычно шли к Антарктиде через Атлантический океан. Для них ее более изрезанная часть, примыкающая к Южной Америке, находилась на западе, а основная, более массивная часть - на востоке. Если мысленно снять современный ледяной покров, то Западная Антарктида превратится в архипелаг островов, Восточная же все-таки останется материком.
Для роста ледников нужно, чтобы снег, выпадающий за зиму, не успевал растаять летом. Снега становится все больше и больше, постепенно он под тяжестью вышележащих слоев превращается в лед. Накопившись большими массами, лед начинает течь, подобно лаве (но гораздо медленнее). В горных долинах движутся потоки льда, на равнине же образуются огромные ледниковые щиты и купола с относительно крутыми краями и плоской серединой, похожие на караваи. Эта аналогия не случайна - ведь тесто приобретает форму каравая по тем же гидромеханическим законам, по которым лед приобретает форму купола. И тесто, и лед можно рассматривать как очень вязкие жидкости.
В центре Восточной Антарктиды находятся горы Гамбурцева. Теперь они погребены подо льдом. Горы удалось обнаружить, измерив толщину ледника.
На вершинах гор Гамбурцева ледники могли возникнуть еще до начала похолодания. Когда температура снизилась, ледники заняли уже весь горный массив. Над ним образовалась холодная воздушная масса, которая охлаждала окружающую местность. Чем больше становились ледники, тем лучше были условия для их дальнейшего роста. Очень быстро (конечно, в геологическом смысле), всего за несколько десятков тысяч лет, ледники заняли всю Восточную Антарктиду и достигли ее берегов. Но они почти нигде не спускались в море и почти не порождали айсбергов.
Появление ледникового щита площадью 10 миллионов квадратных километров оказало огромное влияние на климат и многократно усилило первоначальное похолодание. Льдом было покрыто семь процентов всей поверхности суши. Начал выпадать снег, появились морские льды. Огромные белые поверхности отражали солнечные лучи. В результате на всей Земле стало холоднее - не только в Южном, но и в Северном полушарии. Похолодание сопровождалось усилением засушливости - именно в это время образовалась пустыня Сахара.
Рост ледников вызвал также снижение уровня океана. С его поверхности постоянно испаряется вода, но столь же постоянно она возвращается обратно - та влага, которая переносится воздушными течениями на сушу, потом по рекам снова стекает в океан. Но когда растут ледники, снег, выпадающий на них, не возвращается в океан, а идет на строительство ледников: объем воды, связанной в ледниках, как бы вычитается из объема океана. 35 миллионов лет назад уровень океана упал примерно на шестьдесят метров. В результате обширные мелководья превратились в сушу. Море ушло с большей части Восточно-Европейской равнины и из Западной Сибири.
Резко изменилась растительность. До начала похолодания пальмы росли вплоть до побережья Карского и Охотского морей. Когда стало холоднее, они сохранились только в южной части Восточно-Европейской равнины, в Средней Азии и в районе Владивостока.
Но самые важные изменения претерпел животный мир. До 35 миллионов лет назад были широко распространены многобугорчатые - мелкие зверьки, похожие на грызунов, но имевшие совершенно иное внутреннее строение. Они вымерли, и им на смену пришли грызуны. Вымерли древние хищники и древние копытные, вместо них началось развитие современных хищников и копытных. Огромное значение имеют изменения в отряде приматов. До 35 миллионов лет назад были распространены только лемуры и долгопяты - низшие приматы. Теперь лемуры встречаются на Мадагаскаре, в остальной же тропической зоне большая их часть вымерла с началом похолодания. На смену лемурам пришли обезьяны.
Итак, основные черты окружающей нас природы сложились 35 миллионов лет назад в результате начала оледенения Восточной Антарктиды. Оледенение было причиной, но не было первопричиной. Все, как мы уже знаем, началось с разделения Австралии и Антарктиды и перемещения Австралии к северу.

Долгий путь природы Земли
35 миллионов лет назад возникли только основные черты современной природы, но она еще была не очень похожа на то, что мы наблюдаем сегодня. Земле предстоял долгий и сложный путь. Движение Австралии к северу продолжалось; около 20 миллионов лет назад закрылся глубоководный пролив, отделявший ее от Юго-Восточной Азии (мелководные проливы там существуют и теперь). Экваториальное течение Тихого океана, до этого проникавшее в Индийский океан, повернуло на юг вдоль берегов Австралии и стало обогревать умеренные широты Южного полушария. На севере установилось наконец глубоководное сообщение между Норвежско-Гренландским и Полярным бассейном, и в него проникли теплые воды. И на севере, и на крайнем юге произошло потепление.
Увы, оно было недолгим. 25 миллионов лет назад от Антарктиды начала отодвигаться Южная Америка. 12-14 миллионов лет назад пролив между ними стал уже достаточно широким и глубоким. Через пролив Дрейка стало проходить Южное круговое течение, опоясывающее Антарктиду. Вновь резко уменьшился водообмен между тропическими и умеренными широтами Южного полушария. В полярных широтах похолодало, в тропиках же стало теплее - туда уже не попадали холодные воды с юга. Именно тогда возникли современные климатические контрасты, когда в одних местах страдают от жары, а в других - от холодов. Ледники Антарктики увеличились - они заняли также Западную Антарктиду.
Похолодание в умеренных широтах вызвало усиление засушливости. Именно тогда, около 12 миллионов лет назад, возникли степи на юге Восточно-Европейской равнины. По степям Евразии и саваннам Африки бродили стада гиппарионов - трехпалых родственников лошадей, переселившихся из Америки по сухопутному «мосту», существовавшему на месте современного Берингова пролива. На юге Азии и в Африке распространились рамапитеки, которых можно считать нашими прямыми предками. Их рост был невелик - примерно метр, но они уже ходили на двух ногах.
Около трех миллионов лет назад ледниковые щиты появились в Северном полушарии. Они покрыли Гренландию, Исландию и сушу, которая была на месте Баренцева моря.С новым похолоданием и усилением засушливости связано возникновение новых родов животных - слонов, быков и лошадей. В Восточной Африке австралопитеки (потомки рамапитеков) стали охотиться, применяя первые каменные орудия,- они превратились в людей.
Около миллиона лет назад оледенение охватило умеренные широты Северного полушария. У края ледника господствовали очень холодные и сухие степи, в них паслись мамонты и волосатые носороги. Ледники то наступали, то отступали вновь. На один из периодов наименьшего развития ледников падает наше время.
Не приведет ли признание резких изменений к каким-нибудь неверным выводам? Ведь в начале XIX века некоторые считали, что после каждой катастрофы следует новый «акт божественного творения». Сам автор «теории катастроф» Жорж Кювье не писал ничего подобного. По его мнению, опустевший материк заселяли животные, пришедшие из других мест. Как они появились там, Кювье не уточнял. О «божественном творении» писали некоторые ученики Кювье, стремившиеся согласовать его взгляды с религиозной идеологией.
Как же обстоит дело сегодня, когда в справедливости эволюционной теории никто уже на сомневается? Теперь доказано, что многие организмы, внезапно появившиеся после катастрофы, в действительности существовали и до нее, но были очень редкими или встречались только в отдельных ограниченных районах. Когда погибали «хозяева Земли», прежние парии выходили на авансцену геологической истории. Они быстро размножались, широко расселялись и становились новыми хозяевами Земли. На первых порах не было организмов, которые могли бы освоить все пригодные для жизни условия. Это давало толчок к быстрой эволюции.
Обезьяны, например, существовали до последней катастрофы, но были гораздо менее распространены, чем лемуры. Не исключено, что, если бы теплый и влажный климат сохранился, лемуры господствовали бы и теперь. На одном из докладов, сделанных мною в Москве, был задан вопрос: «Если бы не началось оледенение Антарктиды, то мы жили бы среди субтропических лесов?» Пришлось дать такой ответ: «Здесь действительно были бы субтропические леса, но в них жили бы не мы, а лемуры с огромными глазами». Похолодание во много раз увеличило скорость эволюции. Великие катастрофы - это в сущности революции в развитии органического мира. Без них он развивался бы гораздо медленнее.
В связи с этим вспоминаются слова великого английского естествоиспытателя XVII века Вильяма Гарвея: «Не хвалить, не порицать - все трудились хорошо». Когда-то сторонники Жоржа Кювье и Чарлза Лайеля ожесточенно спорили между собой. Теперь же ясно, что были правы и те, и другие. И медленное и постепенное развитие, и катастрофы объясняются естественными причинами.
Последняя великая «катастрофа» связана с началом оледенения Антарктиды. Не случится ли новая катастрофа, если потепление, вызванное деятельностью человека, приведет к таянию ледников и подъему уровня океана на 70 метров? Взгляд в прошлое показывает, что «всемирного потопа» не будет. Ведь 20-30 миллионов лет назад объем ледников был уже 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.
По моему мнению, предстоящее 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. Но о таком потеплении в обозримом будущем речи не идет. При меньшем потеплении уровень океана может даже немного снизиться в результате увеличения толщины антарктических ледников.
От обезьян, широко распространившихся 35 миллионов лет назад, произошел Homo sapiens, человек разумный. Если человечество оправдает это высокое звание и будет действовать разумно, последняя великая «катастрофа» не превратится, действительно, в катастрофу.

Д. Квасов, доктор географических наук

Спустя век после гибели знаменитые исследователи капитан Роберт Скотт и сэр Эрнест Шеклтон помогли ученым узнать больше об Антарктиде. Данные, зафиксированные в судовых журналах членов экспедиций, показали, что площадь покрывающего континент льда почти не изменилась.

Исследование, опубликованное в Европейском журнале наук о Земле , предполагает, что антарктический морской лед намного менее чувствителен к изменениям климата, чем арктический, который на протяжении XX века изрядно подтаял — с конца 1970-х годов Арктика теряла в среднем по 53 900 кв. км льда в год.

По оценкам климатологов Редингского университета,

объем антарктического льда в летний период уменьшился всего на 14% по сравнению с 1900-ми годами.

Как поясняет Роберт Биндшадлер, исследователь из Центра космических полетов Годдарда и один из авторов исследования, из полученных результатов «следует, что начавшееся отступление ледника может продолжаться десятилетиями. Возможно,

изменения, которые сегодня происходят с Пайн-Айлендом, на самом деле начались в 1940-х годах».

Понимание того, что вызывает текущие изменения в ледниках, — значительный шаг в поиске путей борьбы с глобальным потеплением и его последствиями.

​Специалисты Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) нашли причину таяния антарктических льдов, пишет The Independent. Исследователи считают, источником тепла, который растапливает ледовый панцирь на Южном полюсе Земли может быть скрывающийся подо льдом мантийный плюм (горячий поток лавы, способный пробить земную кору и вырваться на поверхность, образовав вулкан – прим. ред). Температура земной коры над ним повышается, что приводит к таянию, растрескиванию и разрушению ледников.

Около 30 лет назад гипотезу о существовании такого плюма под регионом Земля Мэри Бэрд в Западной Антарктиде выдвинул ученый из Университета Колорадо. Но лишь недавно удалось найти подтверждения его предположению. Специалисты НАСА смогли убедиться в правдивости данной теории.

Для этого эксперты разработали специальную математическую модель. Расчеты показали, сколько геотермальной энергии требуется для процессов, протекающих в Земле Мэри Бэрд, в том числе для появления существующих там подземных рек и озер. Сравнив теоретическую модель с данными, полученными во время антарктических экспедиций, ученые пришли к выводу, что под поверхностью действительно находится мантийный плюм, который образовался еще 50-110 миллионов лет назад – задолго до формирования на континенте ледяного щита.

Как писал «Новый День», причиной таяния ледников в Гренландии также является мантийный плюм. Исследование проводила международная группа ученых, при непосредственном участии сотрудников Новосибирского государственного университета (НГУ) и Института нефтегазовой геологии и геофизики () СО РАН. Ученые связали происходящее сейчас уменьшение объемов ледяного покрова с событиями 80-35-миллионной давности, когда над океаном стала возвышаться суша, позже получившая название Гренландия. Именно тогда зародился так называемый древний мантийный плюм.

Ученые обнаружили талые воды под ледниками Гренландии. Ранее считалось, что ледники таят только в прибрежной части острова, однако в 2001 году в его глубине между каменной породой и льдом они нашли прослойку жидкой воды. В связи с тем, что здесь толщина ледников достигает 3 тысяч метров, а плюсовых температур не бывает вовсе, талой воды, которая образует подледные реки и озера, быть не должно.

Исследователи уверены, что таянию льдов способствует плюм, основная часть которого сейчас находится под Исландией, а называется он «Исландский». Он хорошо известен геологам и, как выяснилось, десятки миллионов лет назад над ним действительно «проплывала» Гренландия. После расчетов теоретического теплового потока, который может вызвать плюм, оказалось, что его вполне достаточно, чтобы растопить нижнюю часть ледника.

«Эта работа представила геофизические доказательства, что Исландский плюм оставил след в литосфере острова. Таким образом, на уменьшения массы ледников Гренландии влияют не только быстрые вариации климата на Земле, но и отголоски крупномасштабных событий, происходивших десятки миллионов лет назад», – рассказал один из участников исследования, заведующий лабораториями НГУ и , профессор Ивана Кулакова . Результаты исследования были опубликованы в престижном журнале Nature Geoscience.

Как напоминает «Лента.ру», в октябре от одного из двух крупнейших ледников Антарктики Pine Island откололся массив площадью, в четыре раза превышающей остров Манхэттен. Согласно прогнозу, сделанному на основе спутниковых снимков ледников, в будущем процесс таяния льдов ускорится еще в два-три раза, повысив уровень Мирового океана. В июле от шельфового ледника Ларсен в Антарктиде откололся один из самых больших зарегистрированных айсбергов. Его площадь составляла 5800 квадратных километров.

Вашингтон, Иван Гридин