Глава 6

ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В ПОЗДНЕМ КАЙНОЗОЕ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ЛЕДНИКОВЫЕ И ЛЕДОВО-МОРСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

6.1. МОДЕЛИ ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ РЕКОНСТРУКЦИЙ

Развитие взглядов на новейшую историю севера Евразии. В 50-70-х гг. прошлого века большинство русских естествоиспытателей были сторонниками лайелевской теории разноса эрратического материала плавающими льдами. Однако эти представления в России не были следствием простого заимствования. О подобных процессах писал еще М.В. Ломоносов. Русские полярные экспедиции Ф.Ф. Беллинсгаузена и М.П. Лазарева в Антарктику и многие другие намного увеличили познания русской науки о плавучих льдах. Отсюда и возникали экстраполяции в недалекое геологическое прошлое.

По-видимому, первым русским ученым, по выражению К.К. Маркова, «приписавшим» северному «наносу» материковое ледниковое происхождение, был В.М. Севергин, который в 1815 г. отмечал: «Что касается в особенности до гор финляндских, то вероятно, что оные покрыты были древне вечными льдами... что льды покатили вместе с собою оторванные громады; что часть их оставили отдельно в болотах; стаявшие льды в глубинах произвели озера» (цит. по Маркову, [1955, с. 311]).

Однако отдельные высказывания не изменили ситуацию. Установление господства теории материкового оледенения связано прежде всего с именами К.Ф. Рулье, Г.Е. Щуровского, Ф.Б. Шмидта и П.А. Кропоткина.

Профессор Московского университета К.Ф. Рулье в течение ряда лет занимался изучением геологии окрестностей Москвы. Он открыл и исследовал известное Троицкое обнажение четвертичных отложений. В 1852 г. ученый писал, что северо-западные ледники постепенно продвигались на юго-восток, бороздили и частично разрушали встречаемые на пути каменные породы и относили их, в зависимости от величины, ближе или дальше от места образования. Те же мысли высказывал в 1856 г. Г.Е. Щуровский в своей работе «Эрратические явления». Ф.Б. Шмидт не сразу пришел к представлениям о материковом характере оледенения севера Русской равнины. Так, в 1856 г., описывая шрамы и валунный щебень в Эстонии, он объясняет их происхождение с позиций как ледниковой, так и дрифтовой теории, поскольку шрамы на поверхности скал, по его мнению, могли образовывать и плавучие льдины. Ф.Б. Шмидт отмечал, что теория материкового оледенения многого не может объяснить (например, движение льда против уклона местности и др.). Однако в 1871 г. он сообщает о своих исследованиях четвертичных осадков в Эстляндии, сравнивает их с подобными осадками в Швеции и выступает уже как решительный сторонник теории материкового оледенения.

За четверть века (1852-1876 гг.) в России в основных чертах была осуществлена разработка ледниковой теории материкового оледенения равнин. Понадобилось, однако, еще не менее двух десятилетий для доказательства ее состоятельности. При этом не сразу и не в полной мере приняли данную теорию очень крупные русские ученые, даже такие, как П.П. Семенов, Н.А. Головкинский, П.А. Гельмерсен, А.А. Иностранцев, В.В. Докучаев, И.В. Мушкетов и др.

Если многие географы и геологи, имевшие непосредственное отношение к проблеме ледниковой теории, постепенно становились ее приверженцами, то среди ученых, которые по роду своих интересов стояли дальше от этих вопросов, было немало ее противников.

Зоолог М.П. Богданов в очерке «Животный мир Европейской России» [1884] задает вопрос: как сложился животный мир России? Пытаясь ответить на него, он излагает свои взгляды на природу ледникового периода. Автор отметил двойственность в положении ледниковой теории в тот период: одни ученые утверждали, что весь север был покрыт сплошным ледником громадных размеров, другие - что это был не ледяной покров, а море.

Далее М.П. Богданов писал, что не может признать, чтобы сплошная ледяная пелена когда-либо покрывала север России и Финляндию, так как при этом условии не могли бы уцелеть лемминг или лапландская пеструшка. Поэтому он считал, что посередине ледникового покрова Финляндии были пространства, свободные ото льда, где существовала органическая жизнь. Что касается севера Русской равнины, то он был покрыт морем, в море спускались льды Финляндии, которые плавали и разносили  валуны. Основываясь на этих мыслях М.П. Богданова и данных палеозоологии, в XX в. вновь развиваются представления, возрождающие теорию дрифта [Пидопличко, Макеев, 1952].

В 80-х гг. прошлого столетия теория материкового оледенения стала руководящей для большинства русских ученых. Начался следующий длительный этап ее истории - исследование вопроса о географическом распространении и развитии материкового оледенения, продолжающийся до наших дней.

В настоящее время существуют две точки зрения на историю материкового оледенения четвертичного периода. Одни исследователи считают, что было несколько самостоятельных оледенений с межледниковыми эпохами между ними (полигляциализм), другие утверждают, что оледенение было однократным (моногляциализм). Борьба этих двух направлений продолжается в течение длительного времени. Моногляциалисты оперируют главным образом ссылками на ископаемую фауну, изучение которой не дало, по их мнению, оснований для признания многократности ледниковых эпох.

Применительно к территории бывшего СССР эти взгляды были высказаны В.И. Громовым в 1933 г. Он полагает, что распределение всех известных фаунистических остатков по стратиграфическому разрезу приводит к совершенно определенному выводу: холодная фауна появляется только однажды, что должно указывать на однократность оледенения. Далее он отмечает, что в миндельское время полностью отсутствует не только холодная, но и вообще какая-либо фауна и наблюдается только один хорошо выраженный вюрмский комплекс с элементами арктической фауны.

Следующим доводом В.И. Громов выдвигает развитие культуры палеолита. Начало верхнего палеолита обычно сопоставляли с последним оледенением, т.е. предполагали, что развитие верхнего палеолита проходило в течение одной ледниковой эпохи и в сравнительно стабильных условиях климата. Однако в результате дополнительных геологических исследований были получены данные, свидетельствующие о гораздо более значительной древности верхнего палеолита, что должно было обнаружить следующие несоответствия: палеолит, образующий один крупный этап человеческой культуры, совпал с несколькими климатическими переворотами, которые должны были отразиться на развитии верхнего палеолита, но в действительности не отразились.

Кроме того, В.И. Громов считает неубедительными геоморфологические и литологические данные, на которых часто базируются доказательства множественности оледенений. Так, наличие ряда речных террас и нахождение на различной высоте моренных образований, что послужило основой для вычисления колебаний снеговой линии в разные ледниковые и межледниковые эпохи, по его мнению, потеряли свою убедительность после того, как были доказаны весьма значительные эпейрогенические и орогенические движения.

Говоря о межморенных отложениях, В.И. Громов отмечает, что в их основании и кровле почти всегда имеются ленточные глины, указывающие во всяком случае на близость ледника. Следовательно, проблема межледникового возраста этой фауны может быть сведена к вопросу о ее интерстадиальном возрасте.

Критикуя моногляциалистскую точку зрения В.И. Громова, К.К. Марков в 1938 г. в статье «О множественности оледенений» отстаивает полигляциалистскую концепцию. Он соглашается с тем, что одни только геоморфологические данные не могут служить доказательством смены ледниковых и межледниковых эпох, но критически воспринимает остальные положения. К.К. Марков не принимает вывод В.И. Громова относительно однократности появления холодной фауны, утверждая, что границы разных оледенений не совпадали, поэтому то последовательное захоронение холодной, теплой и снова холодной фауны, безрезультатные поиски которой привели В.И. Громова к отрицательному выводу о полигляциализме, не могло осуществиться в широких масштабах.

К.К. Марков полагает, что доводы о большей древности верхнего палеолита не подтверждены фактическим материалом. Неубедительными считает он и рассуждения В.И. Громова о межморенных отложениях, отмечая при этом, что подстилающие и перекрывающие их ленточные глины свидетельствуют лишь об известной последовательности изменения: о холодных озерах, существовавших непосредственно перед и после оледенения, и о теплом морском бассейне в середине межледникового отрезка времени.

Таким образом, К.К. Марков придерживается того мнения, что попытки низведения межледниковых эпох до ранга межстадийных находятся в явном противоречии с фактами.

Однако в своей следующей (одноименной) статье, написанной в 1941 г., К.К. Марков стоит уже на несколько иных позициях. Он пишет, что «... существующие пока фактические данные, а также теоретические соображения заставляют предполагать, что история древнего оледенения протекала различно в различных географических районах в зависимости от климатической специфики последних. Схематизируя и подчеркивая крайние условия развития древнего оледенения, можно назвать: тип полигляциального и тип моногляциального развития. Полигляциальным характером отличалось в особенности развитие территорий оледенений приатлантических... с влажным морским климатом, а моногляциальное развитие в наиболее чистом виде характеризовало внутриматериковые равнины с сухим континентальным климатом. Оба типа изменений и типа территорий связаны были постепенным переходом, и нигде история оледенения не представляла, конечно, чисто моногляциального типа развития, а только приближалась к нему». И далее: «Неправильно спорить об абсолютной истине одной или другой точки зрения. Каждая из двух точек зрения имеет свой смысл, но правота их только относительная. Она зависит от географических (климатических) особенностей того конкретного района, который имеется в виду в каждом отдельном случае» [Марков, 1955, с. 233-234].

Таким образом, К.К. Марков, находясь на позициях полигляциализма, не отказывается полностью и от моногляциализма, не противопоставляет эти взгляды, а диалектически связывает их в единое целое.

Говоря о споре моно- и полигляциалистов, нельзя не сказать и о существенных противоречиях среди самих полигляциалистов, которые в основном касаются вопроса о количестве оледенений. Так, если большинство из них признают три - четыре оледенения Русской равнины (И.П. Герасимов, Г.И. Горецкий, К.К. Марков, Б.В. Шанцер и др.), то некоторые называют семь (С.А. Яковлев и др.) и даже восемь оледенений (А.И. Москвитин). При этом одни исследователи относят первые материковые оледенения к виллафранскому (верхнеплиоценовому) времени, другие считают, что все оледенения происходили позже - в плейстоцене в минимальном понимании. И поскольку единой общепризнанной международной стратиграфической шкалы антропогена пока еще нет, постольку применяются различные, иногда даже взаимно противоречащие схемы.

Эталоном стратиграфии антропогена считается схема, составленная в 1909 г. для Альп А. Пенком и Э. Брюкнером и затем дополненная Б. Эберлем и др. В ней выделено пять этапов резких похолоданий, следствием которых были оледенения, разделенные потеплениями. С этой альпийской схемой сопоставляются материковые оледенения средних широт (в том числе и Русской равнины), примерно одновременно покрывавшие в фазы похолоданий огромные площади материков. Большинство этих сопоставлений имеет приблизительный или спорный характер, чем объясняется существование множества местных схем со своими названиями ледниковий и межледниковий. Ледниковья, первоначально выделенные в альпийской и других схемах, сами распадаются на стадиалы и интерстадиалы. Так как трудно объективно отличить крупные интерстадиалы от настоящих межледниковий, разные исследователи насчитывают неодинаковое число оледенений. Как уже отмечалось, сторонники одной из крайних точек зрения - моногляциализма - считают, что было всего одно антропогеновое оледенение со многими большими и малыми стадиями, тогда как полигляциалист А.И. Москвитин выделяет восемь самостоятельных оледенений.

В начале своих работ по стратиграфии четвертичных отложений Русской равнины А.И. Москвитин пользовался общепринятой тогда схемой альпийских оледенений с соответствующими межледниковьями. В 1946 г., изучая отложения среднего плейстоцена, он пришел к выводу, что днепровское и московское оледенения представляют собой не стадии единого рисского, а вполне самостоятельные оледенения, разделенные длительным и сложно построенным одинцовским межледниковьем. Тогда же он установил, что в верхнем плейстоцене между калининской стадией вюрмского оледенения и позднейшими его стадиями - осташковской и валдайской - обнаруживается не длительный вюрмский интерстадиал, предполагавшийся ранее, а почти такое же сложное, как одинцовское, хотя и не столь продолжительное межледниковье. Так были получены контуры трех отделов плейстоцена, симметрично построенных из двух оледенений и двух межледниковий в каждом. Позднее, в 1970 г., А.И. Москвитин окончательно оформил свою схему, выделив в нижнем плейстоцене вместо двух предполагавшихся четыре оледенения, разделенных тремя межледниковьями.

Сходные принципы положены в основу схемы С.А. Яковлева [1956]. К.К. Марков не согласился со схемами А.И. Москвитина и С.А. Яковлева, считая, что обе они палеонтологически слабо обоснованы. Схема, предложенная К.К. Марковым в 1965 г., мало чем отличается от унифицированной.

Некоторые проблемы палеогеографии севера Евразии. В изучении геологии и палеогеографии позднего кайнозоя за последние годы, как отмечалось выше, достигнуты большие успехи, что позволяет с высокой степенью достоверности освещать различные аспекты истории развития крупных естественно-исторических областей. Вместе с тем по мере углубления исследований выявляется много дискуссионных проблем, касающихся принципиальных вопросов изучения позднего кайнозоя. В их числе Г.И. Лазуков [1989] называет такие, как корреляция континентальных и морских отложений, генезис валуносодержащих толщ, проблема материковых оледенений и великих трансгрессий и др.

Отражением этого служит постепенное изменение существующих палеогеографических представлений и стратиграфических схем ряда регионов. Например, многие опубликованные материалы, касающиеся севера европейской части бывшего СССР и Западной Сибири, говорят о том, что основная часть толщи позднего кайнозоя, считавшаяся ранее четвертичной (плейстоценовой), относится к концу миоцена, плиоцену и эоплейстоцену и лишь ее верхи - к плейстоцену и голоцену. Генезис всего этого мощного (до 400 м) разреза морской, ледово-морской и озерно-аллювиальный. Ледниковые моренные горизонты установлены только у подножий Урала, Пай-Хоя и плато Путорана. Все это меняет и существовавшие ранее стратиграфические схемы.

Пересмотрено и большинство прежних, казавшихся незыблемыми стратиграфических постулатов четвертичной геологии для центральных районов Русской равнины, что выразилось в замене ряда основных стратотипов опорных разрезов плейстоцена, постепенном изменении представлений об ареалах распространения акчагыльской трансгрессии и ледниковых покровов раннего плейстоцена, днепровского и ранневалдайского ледников, а также о генезисе переуглубленных долин и возрасте выполняющих их осадков.

Таким образом, можно констатировать, что накопленные за многие годы, и особенно полученные в последнее время разнообразные материалы по литологии валуносодержащих толщ, включенной в них фауне и микрофлоре, палеоклиматологии, неотектонике и колебаниям уровня Мирового океана и другие вступают в противоречие с господствующей теоретической концепцией - ледниковой теорией, согласно которой главенствующую роль в формировании валуносодержащих толщ и некоторых особенностей рельефа играли материковые покровные ледники, растекавшиеся из центров на обширные пространства. Но это вовсе не означает ее полного отрицания. Рассмотренные нами материалы свидетельствуют лишь о значительном преувеличении геологической роли материковых покровных ледников и недооценке других факторов - тектонических движений и возможной синхронизации похолоданий (и связанных с ними оледенений) и морских трансгрессий.

Мы считаем, что следует не противопоставлять друг другу результаты различных специализированных исследований, а объяснить факт одновременного существования, казалось бы, таких мало совместимых явлений, как материковые оледенения и трансгрессии океана и др. Напрашивается вывод, что возможны, и необходимы выдвижение, обоснование и разработка нескольких гипотез для создания палеогеографических реконструкций как вероятностных моделей наших представлений о событиях геологического прошлого.

Но если ледники в силу таких обстоятельств, как относительно незначительная продолжительность эпох похолоданий и особенностей динамики растекания льда, не могли распространиться на столь большие расстояния, как это утверждается сторонниками классической теории материкового покровного оледенения, то возникает вопрос: а какие же силы способствовали столь масштабному распространению эрратических валунов?

Огромная эродирующая роль плавающих льдов хорошо известна с давних пор. М.В. Ломоносов еще в 1763 г. писал: «Надменные преизобилием вешних вод великие реки поднимают тяжкие свои зимние кровли, и отрывая части от берегов, тянут на себе вниз быстриною. Упирая, отираясь и ударяя в берега безмерными силами, подрывают и опровергают крутые яры и немалые островки сдирают... Отставая от берегов, отрывают от гор и далече с собою вниз относят вмерзлые в них зимою камни» [Ломоносов, 1949, с. 48].

И.Г. Пидопличко [1956] называет свыше тридцати современных факторов валунообразования и валунонакопления. Наиболее значимыми, с нашей точки зрения, представляются перенос и накопление валунов течением грунта (солифлюкция), водой рек, постоянными и временными морскими течениями, ледниками, морским прибрежным льдом. Вопрос только в том, как широко могли распространяться эти явления.

Из сказанного следует, что если признать совпадение обширных трансгрессий с эпохами похолоданий, то разнос валунов на значительные расстояния можно объяснить не только деятельностью материковых покровных льдов, но и эродирующей и транспортирующей ролью плавающего льда, в том числе и в обширных приледниковых водоемах. Кроме того, нужно учитывать наличие гораздо более широкого источника валунного материала, нежели только Балтийский щит. Для Русской равнины это также районы Украинского щита, Белорусского выступа кристаллического фундамента, Тиманский кряж, Урал, Новая Земля, широко распространенные верхнепермские и нижнетриасовые отложения, содержащие крупнообломочный материал.

Необходимо отметить, что некоторые исследователи, например А.П. Лисицын, на основании изучения современных процессов осадконакопления и донных отложений арктического и антарктического побережий отрицают возможность значительного накопления валунных отложений вследствие разноса плавающим льдом. Поэтому требуются специальные исследования проблемы ледового осадконакопления.

6.2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИХ КЛИМАТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЯХ

Развитие палеоклиматологии во многом связано с работами Л.С. Берга, Ч. Брукса, А. Вегенера, А.И. Воейкова, В. Кеппена, Ф. Кернера-Марилауна, М. Миланковича, И.В. Мушкетова, С.Н. Никитина, В.А. Обручева, А.П. Павлова, В. Рамзая, Г. Симпсона, В.Н. Сукачева, П.А. Тутковского, И.Д. Черского и многих других. Наиболее основательный сводный анализ исследований по палеоклиматологии до середины XX в. выполнен М.Шварцбахом [1955], который приводит библиографический список из 850 названий. Во второй половине XX в. выходят крупные труды по палеоклиматологии, а также по палеогеографии, имеющие, однако, и большое палеоклиматологическое значение. Среди них нужно назвать исследования И.И. Борзенковой, К.К. Маркова, Л.Б. Рухина, В.М. Синицына, С.А. Ушакова, Н.А. Ясаманова, В.Л. Яхимович и особенно появившиеся в последние годы работы М.Ф. Веклича [1987] и В.А. Зубакова [1990].

Опираясь главным образом на публикации указанных авторов, попытаемся проанализировать изменения климатических условий в конце неогена и антропогене и развитие связанных с похолоданиями материковых покровных ледников и морских льдов.

Чтобы иметь понятие о масштабах изменения климата в позднем кайнозое, приведем основные сведения об особенностях современных климатических условий Северной и Центральной Европы и Западной Сибири.

Климат северной и южной частей Русской равнины резко различается из-за неодинакового годового радиационного баланса. Он изменяется с 10 ккал/см² на севере до 55 ккал/см² на юге. Большое влияние на формирование климата севера Европы оказывают Атлантика и циклоны, связанные с арктическим и полярным фронтами. Это обеспечивает большое атмосферное увлажнение северной половины Русской равнины. За год в ее западной части относительно равномерно по месяцам выпадает 650-750 мм осадков. В направлении к востоку их количество уменьшается до 500-550 мм, однако именно здесь за зиму образуется достаточно мощный снежный покров (до 80 см); на западе же из-за частых оттепелей он невелик и держится короткое время. На побережье Баренцева моря за год выпадает 300 мм осадков, однако при сравнительно небольших значениях радиационного баланса и характерном для этой зоны малом испарении они создают избыточное увлажнение поверхности в непродолжительный теплый сезон.

Южная половина Русской равнины, особенно ее юго-восточная часть, отличается более континентальным климатом. Здесь преобладает антициклональный режим погоды. Осадков выпадает 450 мм на западе и 200 мм на юго-востоке.

Зимние температуры понижаются с юго-запада на северо-восток с минус 4 до минус 20 °С, а летние, с юга на север, - с плюс 24 до плюс 8 °С.

Климат Западной Сибири отличается от климата Русской равнины большей континентальностью и суровостью, но основные его особенности имеют определенное сходство. Радиационный баланс и континентальность климата также возрастают с севера на юг; наибольшее количество осадков (500-600 мм) выпадает в средней части лесной зоны. К северу и югу от полосы максимального увлажнения количество осадков уменьшается, сокращаясь до 350 мм на севере и 300-250 мм на юге. Такое их распределение по территории обусловлено наличием одинаковых атмосферных барических полей. Север Западной Сибири, как и Русской равнины, в холодное время года испытывает воздействие североатлантической циркуляции воздушных масс, что выражается в расположении барической ложбины над северными островами и Карским морем (рис. 46). Циклоны часто приносят метели и штормы. Над южной частью низменности устанавливается отрог сибирского антициклона, с которым связаны низкие температуры и ветры малых скоростей. В летнее время повышенное атмосферное давление устанавливается над арктическими морями, в то время как над прогретым Евразиатским континентом атмосферное давление становится более низким, что вызывает внедрение в его пределы арктических масс воздуха. В южной половине Западной Сибири в теплое время года часто проходят теплые и сухие воздушные массы, формирующиеся над пустынями Средней Азии и степями Казахстана.

Атмосферные осадки в Западной Сибири определяются вхождениями арктического и полярного фронтов, а также внутримассовыми процессами. Несмотря на более восточное положение по сравнению с Русской равниной, Западная Сибирь тем не менее выделяется мощным снежным покровом в своей срединной полосе, особенно на водоразделе Оби и Иртыша, где его мощность достигает 80-90 см. Накопление большой толщи снега здесь связано с более продолжительной (до 6 месяцев) зимой в этих широтах.

Зимние и летние метеорологические характеристики изменяются так же, как и на Русской равнине. Зимние температуры понижаются с юго-запада на северо-восток с минус 12 до минус 28 °С, а летние изменяются почти строго по широте. На севере проходит изотерма 4°, а на юге - 20 °С.

Общие черты развития климата Евразии во второй половине кайнозоя обусловливаются тенденцией устойчивого похолодания, начавшегося с середины олигоцена. Оно охватило только северную половину материка и проявлялось тем сильнее, чем ближе тот или иной участок располагался к Арктическому бассейну. Похолодание развивалось прогрессивно, о чем свидетельствуют появление все более теплоумеренных типов литогенетических и флористических формаций и их распространение с течением времени все дальше на юг.

К концу олигоцена в континентальных районах Сибири зимние температуры становятся настолько низкими, что исключают произрастание вечнозеленой и теплолюбивой широколиственной растительности.

Уже во второй половине олигоцена в арктических районах складывается умеренный климат, который в миоцене распространяется до Казахстана, Монголии и Северного Китая, а в плиоцене сфера его влияния достигает даже территории Средней и Центральной Азии. На больших пространствах умеренной зоны ложится и подолгу сохраняется снежный покров, способствующий интенсивному выхолаживанию и иссушению воздуха. С этого времени значительно поднимается климатическая роль Сибирского антициклона, превратившегося к середине - концу плиоцена в крупнейший циркуляционный фактор.

Смещение термических границ (изотерм) за период с начала палеоцена по конец плиоцена определяется исследователями-климатологами в 2000 км с севера на юг.

По мере развития похолодания неуклонно усиливались и черты континентальности климата. С течением времени все более отчетливой становилась его сезонность, нарастали температурные контрасты лета и зимы, уменьшалась относительная влажность воздуха, сокращалось общее количество атмосферных осадков и все более пестрым делалось их распределение.

Развитие в позднем плиоцене формации хвойной тайги, близкой к современному типу, очевидно, отражает появление в Арктическом бассейне льдов, которые становятся важнейшим климатическим фактором. С образованием льдов климат Арктики и северных районов Азии, до того имевший характер морского, должен был измениться. Он быстро выхолаживается и иссушается.

В связи с похолоданием зона умеренного климата в неогене, особенно в его конце, постепенно распространяется на всю Сибирь и Центральную Европу. В системе атмосферной циркуляции активизируется свойственный умеренной зоне западный перенос воздушных масс, увеличивается влагообмен между низкими и высокими широтами. Область тропического минимума отступила к югу, соответственно сместились сопряженные с нею субтропические максимумы, теперь сосредоточившиеся в Средиземноморье и Иране. На территории Центральной Европы и Сибири, климат которых в палеогене имел ярко выраженные средиземноморские черты, устанавливается режим равномерного увлажнения.

Постепенное нарастание на протяжении неогена межширотных термических контрастов способствовало еще большей фронтальной и циклонической деятельности, а увеличение сезонных различий в нагреве поверхностей континента и океанов усилило муссонную циркуляцию.

Радиационные условия, свойственные тропическим широтам и господствовавшие в климатах палеозоя, мезозоя и палеогена, отходят на второй план, уступая ведущую роль циркуляционным процессам.

Природная зональность Евразии в антропогене по своему общему плану была подобна палеоген-неогеновой, а также современной; иным было лишь абсолютное значение климатических элементов в каждой зоне.

Прогрессирующее похолодание, неоднократные резкие колебания температуры и влажности привели к чередованию похолоданий (ледниковий) и потеплений (межледниковий) в высоких широтах и плювиальных и ксеротермических климатов в низких широтах. Историческая согласованность этих событий в масштабе всего земного шара свидетельствует о том, что изменения климата носили всеобщий (общепланетарный) характер и происходили, как и прежде, на фоне неизменной картины природной зональности и обусловливающей ее общей системы атмосферной циркуляции.

Сильному охлаждению подверглись только высокие и средние широты. Умеренный и субтропический пояса сузились, в результате чего арктическая зона оказалась в близком соседстве с тропиками.

В эпохи похолоданий (ледниковий) зона западного переноса и циклонических осадков пролегала на 15-18° (т.е. на 1700-2000 км) южнее ее современного положения; субширотная зона высокого давления была несколько сужена и смещена на 6-8° (на 650-900 км) к современной экваториальной зоне. Циклоны этих эпох отличались большой интенсивностью, устойчивостью и высокими скоростями ветра (рис. 47).

В эпохи потеплений (межледниковья) зона западного переноса и циклонической деятельности снова смещалась в высокие широты, при этом интенсивность ее уменьшалась. Субширотная зона высокого давления и экваториальная зона тропических ливней расширялись, и их границы соответственно продвигались к северу.

6.3. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЭПОХ ПОХОЛОДАНИЙ И ЛЕДНИКИ

Влияние климата на развитие ледников обстоятельно проанализировал известный английский климатолог Г.Г. Лэмб [1968]. Он выделяет четыре решающих фактора, от которых в первую очередь зависят изменения ледников: а) температура и продолжительность летнего сезона таяния; б) количество осадков, особенно в виде снега, снега с дождем или холодного дождя; в) количество снега, выдуваемого ветрами; г) потери при отрыве от ледника айсбергов, уплывающих в море. Процессы аккумуляции льда зависят от таких географических условий, как широтное расположение площади и связанное с ним количество солнечной радиации, тепла и влаги, обычно переносимых ветром, общего распространения суши и моря, величины и рельефа конкретной территории. Г. Лэмб заключает, что ни один из этих факторов не является причиной оледенения в целом, а длительность оледенений прошлого, по-видимому, не определялась длительностью существования подходящих географических условий.

По имеющимся данным [Lamb, 1955], пояс снегов шириной около 2500 км и более, образующийся зимой в зоне умеренных и высоких широт, воздействует на атмосферную циркуляцию, способствуя своему сохранению и дальнейшему питанию вследствие высокого альбедо и большого значения скрытой теплоты плавления. Таким образом, в Северном полушарии к северу от широт 40-50° условия благоприятствуют обильной снежной зиме и любая причина, которая задержала бы таяние снегов летом, повлекла бы за собой развитие оледенения. Например, контрастный рельеф способствует развитию оледенения, подобно тому как снег и лед могут накапливаться в горах.

По поводу того, обязательно ли перед оледенением сокращение поступления тепла, единого мнения нет. Г. Симпсон [Simpson, 1934, 1957], например, придерживается парадоксальной точки зрения, что рост инсоляции тоже может вызвать оледенение: при увеличении инсоляции океаны получают больше тепла, возрастает влажность атмосферы, а это в свою очередь приводит к обильным снегопадам в горах полярных областей. С другой стороны, Е. Краус [Kraus, 1960] считает, что никакое возрастание количества осадков при повышении температуры не может привести к началу формирования материковых ледников, если только не снизятся преобладающие сейчас температуры лета. Климатические наблюдения за последние столетия позволяют сделать вывод, что, по-видимому, во время эпох оледенений похолодание сказывалось сильнее всего в Северной Атлантике и на примыкающей к ней суше [Лэмб, 1968].

М. Шварцбах [1955] на основе палеоклиматических исследований отмечает, что антициклоны в эпохи похолоданий и ледниковий приводили к перемещению в южном направлении алеутского и исландского минимумов и блуждающих циклонов. К аналогичным выводам на основе актуалистических наблюдений пришел Г. Лэмб [1968]. Летние штормы, пересекающие северную часть Атлантического океана в эпоху наступления ледников Исландии, Норвегии и Альп, проходили явно южнее трасс, характерных для штормов XX в. (рис. 48). Это позволяет предположить, что различия между ледниковыми и межледниковыми эпохами характеризуются изменениями именно такого рода. Из этого, вероятно, следует, что во время эпох похолоданий и оледенений заметно менее теплый Гольфстрим существенно отклонялся к югу и двигался почти точно на восток к южной Португалии или даже к северо-западной Африке.

Сказанное дает нам основание сделать предположение о значительном смещении центра Скандинавского ледникового покрова вначале в юго-восточном, а затем, по мере углубления похолодания, и в юго-западном направлении. В его пользу свидетельствуют и рассуждения М. Шварцбаха [1955] о том, что понижения температуры во время оледенений прослеживались на всем земном шаре, т.е. были повсеместно синхронны. Он напоминает, что образование ледников есть функция не только холода, но и атмосферных осадков. А так как снеговая линия во время ледниковий в океанических областях опускалась ниже, чем в континентальных, то и уменьшение количества осадков внутри материков должно было быть более существенным, чем на побережье.

В эпохи оледенений над огромными ледяными щитами, как и теперь, располагались антициклоны, которые, однако, могли временно разрушаться вторжением барометрических минимумов с Атлантики или ввиду потепления. Например, наблюдения за историческое время показывают, что на севере Гренландии усиление снегопадов (а значит, и аккумуляции) могло быть связано с отчетливо выраженным развитием здесь в более теплые десятилетия нашей эпохи зон пониженного давления, как раз тогда, когда в Южной Гренландии сильнее всего проявлялось отступание льда [Лэмб, 1968].

По гипотезе Г. Симпсона [Simpson, 1934], М. Юинга и В. Донна [Ewing, Donn, 1956], для возникновения оледенения необходим начальный период, когда существует свободный ото льда океан в полярных широтах, поставляющий влагу обильных снегопадов над полярной сушей. Попробуем теперь представить себе, рассуждает Г. Лэмб [1968], последствия начавшегося в такую эпоху похолодания, вызванного, возможно, уменьшением количества солнечной радиации, достигавшей поверхности Земли. Правомерно считать, что на этом этапе сплошной ледяной покров в Арктике существовал бы лишь в частях океана, удаленных от теплых вод, поступающих из Атлантического океана, т.е. в секторах Аляски и северо-восточной Азии. Позднее этот покров довольно легко мог распространиться на остальную часть Северного Ледовитого океана, в его западный сектор, лежащий за крупным подводным хребтом Ломоносова. Это объясняет, почему на севере Аляски не сформировался единый ледниковый покров. Мы получаем идеальную обстановку для роста ледников на севере Гренландии и Канадском архипелаге при условии, что на Землю поступает несколько меньше тепла, чем теперь; последнее обстоятельство еще более обязательно для Скандинавии.

6.4. ТЕОРИЯ ОПТИМУМА ИЛИ МЕТАХРОННОСТИ ОЛЕДЕНЕНИЯ

Ледниковая теория формировалась постепенно на основе наблюдений (принцип актуализма). Они были возможны в горах, где легко сопоставима деятельность современных ледников со следами древней ледниковой деятельности. Такого рода сопоставления, как отмечалось ранее, были осуществлены в 40-х гг. XIX в. в Альпах. Труднее было доказывать наличие собственно древних материковых оледенений для обширной равнинной суши. Больше всего подходили аналогии с Гренландией и Антарктидой. Была установлена эрозионная и аккумулятивная деятельность ледников и было отмечено, что современные и древние ледниковые отложения и формы рельефа имеют определенное сходство. Таким образом, развитие наук о Земле в середине XIX в. естественным путем пришло к материковой ледниковой теории. Вначале наблюдения ограничивались окраиной современных ледниковых покровов (Гренландия, Исландия). Однако плавучие морские льды и материковые ледники, спускающиеся в океан, были известны науке гораздо раньше. Именно поэтому, прежде чем начала формироваться ледниковая теория, возникла теория плавучих льдов, или дрифтовая.

Ч. Лайель считается одним из основателей теории дрифта, но вместе с тем он признавал и материковое оледенение. А один из создателей ледниковой теории Дж. Гейки полагал, что древние материковые льды Шотландии спускались в море, где превращались в айсберги. Из этих примеров видно, что ледниковая морская теория и ледниковая материковая теория не антагонистичны в своих истоках. Однако более молодая материковая теория постепенно вытесняла дрифтовую и в конце XIX - первой половине XX в. стала господствующей, превратившись в ортодоксальное учение.

Согласно этой теории древние ледники покрывали обширные пространства суши. Например, М. Шварцбах [1955] писал, что в четвертичный период льдом было покрыто до 55 млн км² суши. Позднее один из самых основательных расчетов был опубликован в 1957 г. Р. Флинтом, который утверждал, что эта площадь составляла 45 млн км². По данным И.А. Суетовой [1961, 1982], льдом покрывалось от 42,4 до 44 млн км². Однако, скорее всего, и эти цифры являются завышенными.

В оценках размеров древнего оледенения территории нашей страны с самого начала возникли большие и принципиальные расхождения. А.И. Воейков и И.Д. Черский предупреждали против увлечений в реконструкциях материковых ледниковых щитов, указывая, что климат Сибири неблагоприятен для развития ледников, в отличие от климата Европы. Представления о минимальном распространении ледникового покрова имеют научное (климатическое) обоснование.

Мы придерживаемся того мнения, что распространение ледниковой теории сопровождалось преувеличением размеров древнего оледенения. Вполне возможно, что ревизия оценки приведет к сокращению площади древнего оледенения до 40-38 млн км² и менее [Марков, Лазуков, Николаев, 1965]. Добавим, что это не отрицание теории материкового покровного оледенения, а только переоценка площади и геологической роли древних покровных ледников.

Допустимо ли предположение, что все указанное пространство было покрыто льдом одновременно? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо перейти от пространственной оценки к оценке временного аспекта ледниковой теории. Ее основное положение заключается в том, что ледники достигли и наибольшего, и наименьшего размера на всех материках одновременно. Синхронность оледенения стала догмой.

Ледники - продукт климата, поэтому, чтобы признать изменения ледников синхронными, нужно допустить, что климат всех ледниковых районов Земли изменялся одинаково (например, температура и увлажнение). Однако общеизвестно, что пространственные изменения температуры Земли устанавливаются проще, чем изменения осадков, что среднегодовые температуры поверхности от экватора к полюсу непрерывно понижаются, а среднегодовые изменения увлажненности изменяются несколько раз, и притом в противоположных направлениях. Поэтому географические зоны повышенной и пониженной увлажненности чередуются. Иначе говоря, изменения температуры по меридиану - однонаправленны, а изменения увлажненности - разнонаправленны [Марков, 1965]. Это отражает периодический закон географической зональности А.А. Григорьева - М.И. Будыко [1956]: повторение однотипных географических зон внутри поясов располагается в порядке изменения соотношения величины радиационного баланса (тепла) и осадков (влаги).

Нами предложена палеогеографическая трактовка этого закона, носящая более общий характер [Евдокимов, 1991]: пространственно-временное развитие структуры географических зон осуществляется в результате изменения термодинамических условий и соотношения тепла и влаги и приводит к смене состояний и изменению инвариантных свойств структуры и функционирования природно-территориальных комплексов. Установление этих четырех параметров и составляет основу палеогеографических реконструкций.

В плейстоцене точно так же, как и теперь, изменения температуры в любой отрезок времени были всюду однонаправленными, а изменения увлажненности в любой отрезок времени в различных районах были разнонаправленными. Более короткая формулировка: изменения температуры - повсеместны, изменения увлажненности - местны [Марков, Величко, 1967].

Преобладает мнение, что изменение ледников следовало за изменением температуры, вместе с тем изменение количества осадков, протекавшее более сложно, считают менее существенным фактором. При этом не учитывается, что осадки - материальная основа льда, а температура - только условие его накопления. Такая недооценка главного фактора - осадков - станет понятной, если иметь в виду «европейское происхождение» ледниковой теории, так как Европа хорошо обеспечена атмосферной влагой и меньше - теплом. Поэтому для объяснения образования ледникового покрова Европы, действительно, казалось бы, достаточно было манипулировать понижением температуры, особенно летней.

Исключением среди теоретиков является Г. Симпсон, который занимался изучением и сравнением климата Британских островов и Антарктиды. Свою теорию он излагает в общем виде. Она заключается в том, что не минимальные, не максимальные, а оптимальные промежуточные условия термики - увлажнения благоприятны для оледенения. В очень холодном воздухе слишком мало влаги, в том числе и твердой, в теплом - осадков много, но жидких. Оптимальные же условия возникают тогда, когда твердых осадков много, а температура не слишком высока. Следовательно, если одинаковое похолодание происходит в холодном и теплом районах, то в первом из них оледенение может сократиться, тогда как во втором площадь льдов станет возрастать. Точно так же при одинаковом потеплении климата в первом районе площадь оледенения может возрасти, тогда как во втором она, безусловно, сократится. Г. Симпсон допускает и холодные и теплые ледниковые, и холодные и теплые межледниковые эпохи.

Теория оптимума, предложенная Г. Симпсоном, имеет несомненное логическое преимущество перед теорией минимума-максимума, которая господствует по инерции.

Теория оптимума практически совпадает с теорией метахронности оледенения, предложенной К.К. Марковым [1938]. Через десять лет после изложения концепции метахронности он отмечал [Марков, 1948], что в науке о четвертичном периоде не изжит односторонне-стратиграфический уклон, и критиковал А.А. Мазаровича, Р. Флинта, В.Н. Сакса за приверженность к формальной синхронизации, называя такие построения методологически беспомощными. Позднее на базе этих представлений им была разработана концепция закономерности пространственно-временных изменений природы земной поверхности [Марков, 1965]. Он подметил, что в практике нередко допускается независимость (разрыв) временных и пространственных изменений. В таких случаях изменения во времени рассматриваются сами по себе, независимо от различия пространственных характеристик сравниваемых объектов. Допускается постулат, что указанные изменения всюду направлены в одну сторону и протекают с почти одинаковыми скоростями. Палеогеографические концепции, основанные на подобных теоретических построениях, нередки и в настоящее время. Например, до сих пор широко распространено представление о том, что с похолоданием климата повсюду однозначно связано наступление покровных ледников. Но это противоречит многим важнейшим положениям физической географии и климатологии. Превосходство теории оптимума (или метахронности) оледенения подтверждается не только логически, но и фактически. В качестве доказательства можно привести различное развитие антарктического и североамериканско-евразийского ледниковых покровов. Развитие первого началось раньше и не прерывалось: оледенение увеличивалось, вероятно, во время потеплений, в отличие от оледенений Северного полушария, более молодых по времени проявления, прерывистых, с максимумами в эпохи похолоданий. Логически обосновано также предположение о метахронном развитии европейского оледенения [Марков, Лазуков, Николаев, 1965]. Подобные примеры не единичны.

Таким образом, напрашивается вывод, что следует избегать часто повторяющегося, но ошибочного смешения двух различных понятий - похолодание и оледенение.

Материалы, полученные при исследовании развития природы земной поверхности в позднем кайнозое, в настоящее время таковы, что вполне допускают возможность одновременного развития континентальных оледенений и морских трансгрессий. Одно нисколько не исключает другое. Однако по-прежнему происходят столкновения гляцио-морской (дрифтовой) и материково-ледниковой концепций - маринизма и ледниковизма. Необходимо отметить, что исследователи, знакомые с современными ледниками, не сомневаются в существовании континентальных морен. В свою очередь исследователи, знакомые с современными ледниково- и ледово-морскими процессами, не сомневаются в существовании отложений соответствующего генезиса.

Нужно различать способы разноса материала - ледниковый и ледово-морской и другую деятельность ледников и мерзлотных явлений. Ледник мог растекаться из единого центра на сравнительно небольшие расстояния, однако льдом в это время могли быть покрыты существенно большие площади. Причиной такого положения могло быть смещение центров действия атмосферы и изменение вследствие этого распределения осадков. Дополнительным источником влаги служили области трансгрессий, в результате чего льды могли накапливаться на больших пространствах в виде слабоактивных массивов. Однако даже такой лед мог бы в значительной степени повлиять на формирование соответствующих отложений, преобразование ледово-морских осадков и рельефа. В таком случае преобразованные местными льдами и криогенными процессами ледово-морские и иные осадки и рельеф без соответствующих исследований геохимических особенностей и микрофауны валуносодержащих толщ вполне можно принять за ледниковые отложения и рельеф.

Мы не отрицаем существования покровных ледников, но вместе с тем категорически возражаем против неумеренного, резкого преувеличения площади их былого распространения, числа оледенений и установления времени их проявления. Обоснование этих положений и составляет содержание следующей главы.

 ОГЛАВЛЕНИЕ