Николай Ясаманов - Занимательная климатология
Пока остается загадкой один немаловажный факт. Как могли широколиственные деревья расти далеко за Полярным кругом. Конечно, было очень тепло, но ведь Солнце в высоких широтах, так же как и сейчас, на долгие месяцы скрывалось за горизонтом. Наступала теплая длинная арктическая ночь. Пальмовые рощи, гигантские секвойи, плауновидные и папоротниковые деревья по нескольку месяцев стояли в полной темноте. Такой фантастический ландшафт трудно себе представить, но еще сложнее объяснить.
Как в течение долгого времени растительность могла обходиться без солнечного света, а значит, и без процессов фотосинтеза? Вероятно, для растительности длительная многомесячная ночь играла ту же роль, что и зимние сезоны ныне. Жизненные процессы на некоторое время ночью затихали. Растения впадали в своего рода анабиотическое состояние. С первыми лучами солнца растительность пробуждалась и далеко на севере начиналось буйное цветение.
На Антарктическом континенте долгое время отсутствовал ледяной покров. В это трудно поверить. Как могла обходиться без ледников Антарктида? Лед возник в горных районах Антарктиды около 20-25 млн. лет назад. В мезозое этот континент покрывали густые леса, а на лугах паслись гигантские животные - бронтотерии, сумчатые. Просторы Антарктиды очень напоминали современные саванны Африки.
Ныне Австралию называют континентом сумчатых, но они появились не здесь, а проникли из Южной Америки. Более 30 млн. лет назад Южная Америка, Антарктида и Австралия были объединены в единый материк, и транзитный путь миграции животных из Южной Америки в Австралию пролегал через Антарктиду. Именно на последнем, там, где из-под льда выступают скальные породы, были обнаружены скелеты сумчатых.
Около 25 млн. лет назад материки Южного полушария вновь оказались в высоких широтах и сработала система глобального холодильника, когда в районе Южного полюса появилась суша и Южное полушарие стало выхолаживаться. Но какая же существует связь между появлением суши на полюсе и похолоданием? Поверхность суши отражает лучи солнца во много раз сильнее, чем морская вода. Напомним, что Мировой океан, по сути дела, представляет собой глобальный аккумулятор тепла. Мировой океан медленно нагревается и, очень медленно остывая, отдает тепло. Суша же, наоборот, быстро нагревается и быстро остывает. Похолодание усиливалось еще одним обстоятельством. Вначале между Антарктидой и Южной Америкой появился узкий пролив. Затем пролив возник между Австралией и Антарктидой. Проливы расширились, и образовалось круговое, так называемое Циркумантарктическое, течение. На него слабо воздействовали теплые течения, идущие с экватора. Круговое течение и высокая отражательная способность суши, с которой постепенно исчезала растительность, медленно выхолаживали материк. Появился ледяной покров. Он еще больше усилил отражение. Солнечные лучи практически полностью отражались от белой зеркальной поверхности льда, почти его не нагревая. Температуры понижались, а ледник продолжал расти.
Южное полушарие все сильнее оказывало воздействие на Северное. В Исландии и Ирландии первые ледники появились сравнительно недавно, всего 2-2,5 млн. лет назад. Арктический морской бассейн стал покрываться льдом, и с этого момента его с полным основанием уже можно было называть Северным Ледовитым океаном.
Откуда же бралась вода для таких мощных ледниковых покровов? Ведь площадь, занятая льдом всего 1 млн. лет назад, была по крайней мере в 2-3 раза больше современной. Вода изымалась из Мирового океана. И его уровень неуклонно понижался. Уменьшались глубины, осушались обширные шельфовые участки. Это, в свою очередь, влияло на распределение поверхностных теплых и холодных течений.
Во время оледенения прекращали свой стремительный бег реки, застывали озера. Ледники поглощали цветущие ландшафты. Всего 18 тыс. лет назад почти вся Западная Европа, вплоть до побережья Средиземного моря была покрыта ледником. Ледник покрывал территорию верхней Волги, верховья Днепра и Дона. Но в Сибири льда было очень мало. Просто не хватало влаги для образования снега. Но из-за низких температур, которые опускались ниже минус 60°, поверхность Земли промерзала очень глубоко. Остатки этой многолетней мерзлоты мы сейчас встречаем в Сибири.
Дрейф материков и климат ЗемлиИзучая историю Земли и ее климат, геологу каждый раз приходится решать сложные задачи, расшифровывая страницы каменной летописи, по крупицам собирать разрозненные факты. На первый взгляд кажется верным, что материки, на которых мы живем, достаточно стабильны, прочны и неподвижны. Однако вот уже несколько десятилетий все большее число фактов свидетельствует о том, что материки хотя и очень медленно, но перемещаются один относительно другого. Например, в далеком прошлом, в палеозойскую эру, около 300-400 млн. лет назад, Северная Америка, Западная, Восточная Европа и Сибирь находились в тропических широтах, а современные материки Южного полушария составляли единый крупный материк, названный Гондваной. Часть этого материка находилась в тропических широтах, но значительные территории располагались в высоких широтах, вокруг Южного полюса.
Людям, привыкшим считать, что окружающий мир незыблем и практически не меняется, в это трудно поверить. Но многие природные процессы протекают настолько медленно, что их просто невозможно уловить. Медленно разрушаются горы, поднимаются возвышенности, образуются глубокие ущелья, появляются и исчезают реки, моря наступают на континенты.
А как нам быть с дрейфом материков? Движутся ли они или неподвижно стоят на своих местах? Да и почему возникло такое - дрейф материков и климат Земли? Есть ли что-нибудь у них общее? На протяжении долгого времени в науке безраздельно господствовала гипотеза о неизменном положении континентов и океанов. Считалось, что материки, возникшие сотни миллионов и миллиарды лет назад, никогда не меняли своего положения. Да и климат Земли если и менялся, то не так сильно.
Идея о движении материков приобрела широкую известность и популярность благодаря исследованиям немецкого геофизика и метеоролога, крупного полярного исследователя А. Вегенера. В начале XX в. А. Вегенер обосновал идею, согласно которой 250 млн. лет назад все современные материки были сгруппированы в один гигантский сверхматерик. Его он назвал Пангеей, т. е. всеобщая Земля. До Пангеи существовали два крупных материка. В Северном полушарии располагалась Лавразия, которая состояла из Евразии, но без Индостана и Северной Америки. В Южном полушарии располагался другой материк, названный Гондваной. Его составляли Южная Америка, Африка, Австралия, Антарктида и Индостан. Между Лавразией и Гондваной находился океан.
Такая реконструкция основывалась не только на наблюдаемом внешнем сходстве материков, но главным образом на сходстве органического мира и палеоклиматических данных. Обнаруженные на разных материках многие наземные позвоночные, пресноводные рыбы и земноводные, не говоря уже о растительности, не моглиперемещаться на значительные расстояния и тем более преодолевать океаны. Фауна и флора по обе стороны океана оказались практически одинаковыми, но с течением времени различие увеличивалось. Трудно объяснить их расселение, если не предположить, что когда-то материки были сближены.
Особенно убедительные данные о существовании Пангеи, Лавразии и Гондваны были получены А. Вегенером и его сторонниками после обобщения палеоклиматических данных. Многочисленные признаки или индикаторы холодного, полярного климата в виде тиллитов - сохранившихся форм ледникового рельефа имеются в Южной Америке, в южной части Африки, Индии, Австралии и Антарктиде. Трудно себе представить, каким образом могло возникнуть обширное покровное оледенение. Ведь абсолютное большинство материков ныне находится в экваториальных и тропических широтах.
Климатическая широтная поясность, столь характерная для современной эпохи вследствие шарообразности Земли, должна была существовать и в далеком прошлом. Но если представить, что материки во второй половине каменноугольного периода располагались бы так, как и ныне, то ни о какой широтной зональности говорить не приходится. Климатические зоны и области на каждом отдельно взятом материке никак не объединяются в пояса и располагаются мозаично. Имеются и парадоксальные случаи. Холодные климатические пояса, выделенные на картах современного положения материков, соседствуют с тропическими, а умеренные - с экваториальными. Но ведь такого в природе не должно быть.
Сторонники неизменного положения материков (их называют фиксистами, в отличие от мобилистов, которые доказывают перемещение материков) для объяснения этого парадоксального явления выставляли ряд аргументов. В частности, они говорили, что все материки, располагавшиеся в экваториальных и тропических широтах, могли обладать гористым рельефом. Именно большая высота обусловила появление ледниковых отложений. Значит, ледники были горными? Оказалось, что факты противоречат даже этому предположению. Нигде не были обнаружены признаки горного оледенения. Горные ледники ведь очень сильно отличаются от равнинных. Кроме того, как можно себе представить, чтобы обширные территории Южной Америки и южной части Африки, Индии и Австралии, расположенные в тропических широтах, имели бы высоты свыше 3500 м над уровнем моря, в то время как в высоких широтах должны были располагаться только низменности. Да и к тому же климат на этих территориях должен был быть сравнительно теплым. Гипотеза А. Вегенера давала вполне логичное, хотя и несколько фантастическое объяснение.
