В ледниковый период из главного водоема планеты гигантские массы воды «перекачиваются» на сушу и застывают покровами льда и снега. Уровень его снижается на десятки метров; уменьшается его акватория. А чем она меньше, тем сильней охлаждаются нижние слои тропосферы.
Не похолодание на Земле порождает покровные ледники, а оледенение вызывает глобальное похолодание!
Такова закономерность. Но для того чтобы она проявилась, как было сказано, требуется уменьшение содержания в атмосфере парниковых газов и скопление материков в районе полюсов.
О возможности перемещения континентов сомнений у подавляющего большинства специалистов нет. Хотя, увы, популярна глобальная тектоника плит, принципиально отличающаяся от теории движения материков немецкого геофизика Альфреда Вегенера.
Он обосновал возможность горизонтального перемещения (дрейфа) глыб материков по залегающей на глубинах порядка 50—200 км так называемой астеносфере, где под воздействием огромных температур и давлений каменные массы находятся в ослабленном пластичном или текучем состоянии. А глобальная тектоника плит предполагает движение не только материков, но и «спаянных» с ними обширных участков океанической коры.
С такой идеей трудно согласиться. Как плиты, покрывающие всю поверхность Земли, могли переместиться на север? Они же сомкнуты в единую литосферу. Говорят, они «подныривают» одна под другую. Однако на севере Америки и Евразии нет никаких следов подобного явления (если оно вообще существует).
Земная кора океанического типа имеет сравнительно простую структуру и действительно напоминает плиту. Кора континентов мощнее и сложней; химически разнообразней; представлена горными породами, образовавшимися при прямом или косвенном воздействии живых организмов, солнечной энергии, биосферных процессов.
На некоторых окраинах материков и островов находятся зоны активных круговоротов литосферы, каменной оболочки. Сносимые гравитационными и эрозионными силами осадки накапливаются на шельфах, материковых склонах и погружаются под собственной тяжестью в недра. Там они «разряжают» накопленную на земной поверхности энергию, частично расплавляются, «подтягиваются» под континент и здесь пробиваются вверх в виде извергающихся вулканов.
Такие процессы происходят на окраинах Тихого океана, окаймленных цепочками вулканических островов и архипелагов, а также поясами вулканов на континентах. Глубоководные желоба отмечают участки, на которых океаническая кора прогибается под тяжестью сносимого с материков материала. Ничего подобного нет в регионе Северного Ледовитого океана.
Материки и крупные острова, а не плиты, способны «ползать» по астеносфере, подобно гигантским каменным амебам. Если скорость передвижения составляет 0,5–1,0 см/год, то за сотни миллионов лет они переместятся на тысячи километров и могут сойтись в приполярных областях.
Но одного этого еще недостаточно для оледенения. Если в атмосфере много парниковой двуокиси углерода, ее температура останется высокой. Так было в мезозойскую эру, когда на суше господствовали рептилии, динозавры, в морях – моллюски, аммониты, а в царстве растений появились и стали распространяться покрытосемянные растения. Пышная растительность этой эры, теплолюбивая фауна и флора свидетельствуют о высоком содержании в воздухе углекислого газа.
По какой причине его могло стать меньше? Ответ подсказывает состав осадочных горных пород. Когда в каменноугольный, меловой и палеогеновый периоды интенсивно накапливались уголь, нефть и горючий газ, благодаря накоплению органических «отходов» экосистем углерод переходил из атмосферы в земную кору.
Растения, все живые организмы, содержащие много углерода, наращивали свою массу так активно, что она не успевала разлагаться, оставаясь в виде осадков в озерах, болотах и речных долинах, на морских мелководьях. Действовал незамкнутый геохимический цикл: углекислый газ из атмосферы переходил в органические соединения и обогащенные СО2 раковины, илы. Углерод накапливался в земной коре.
По этой причине крупнейшее оледенение относится к концу каменноугольного и началу пермского периодов (около 300–260 млн лет назад), а начало современного – к концу неогена (около 10 млн лет назад). Как раз перед этим на Земле появилось особенно много отложений, содержащих гигантское количество углерода.
В меловом периоде тоже накапливалось немало подобных осадков: угля, известняков, писчего мела и т. д. В конце его вымерли динозавры, которые стали вымирать за 15 миллионов лет до конца мелового периода. Это было вызвано экологическими перестройками в биосфере.
Отсутствие оледенения 90–60 миллионов лет назад, во вторую половину мелового периода, объясняется тем, что континенты находились преимущественно в экваториальной зоне.
Ледниковый период начался, когда Антарктида «доползла» до Южного полюса. Там сформировались мощные ледники и зона айсбергов. Понизился уровень Мирового океана, понизилась температура его вод.
У Северного полюса океан, окруженный континентами, был еще свободен ото льда. Влажные воздушные массы поступали отсюда на север Евразии и Америки, подпитывая зарождающиеся ледники. Со временем массы льда начали стекать с гор в низменности, расползаясь под собственной тяжестью (под нагрузкой они становятся пластичными).
Во время оледенений сокращались зоны обитания растений и животных. С ростом ледников стал действовать механизм системы с обратной связью: чем больше они становились, тем значительней это снижало температуру в регионе (а затем и на планете), что в свою очередь способствовало накоплению и сохранению льда.
Ледники захватили столько пространства, сколько могли «отстоять» в борьбе с солнечным теплом, обильно поступающим в средние широты. Они достигали зоны широколиственных лесов, где ныне среднегодовые температуры значительно выше нуля.
Несмотря на морозное дыхание ледяных исполинов, за каким-то пределом распространения они не могли уже противостоять теплому потоку солнечных лучей. На окраинах ледников стужа и жар с переменным успехом противостояли друг другу.
Но почему же начали таять обширные ледниковые покровы?
Вопрос имеет практическое значение, особенно в проекции на будущее человечества. Если мы живем во время окончания последнего оледенения, то потепление климата должно вроде бы происходить естественно.
Может быть, адски жаркое лето 2010 года на европейской части РФ объясняется именно этой причиной? В таком случае, чем меньше будут становиться ледовые покровы Антарктиды, Гренландии, Северного Ледовитого океана, тем жарче будет на планете и нашей средней полосе.
Однако в межледниковые эпохи наступала пора расцвета флоры и фауны, а вовсе не губительных засух и невыносимого пекла. Выходит, в наше время происходит какая-то климатическая аномалия. О ней мы еще поговорим, а пока подумаем: почему погибали великие ледники?
Когда земной шар покрыт в приполярных зонах снегом и льдом, среднее альбедо планеты значительно повышается. Больше, чем обычно, солнечной энергии отражается от поверхности суши. При пониженном содержании в тропосфере парниковых газов (водяного пара, диоксида углерода, метана), почти вся она уйдет в космическое пространство.
