3 недели назад
Нету коментариев

К середине среднего голоцена широко­лиственные породы на территории Под­московья достигли своего максимального распространения и обилия. Это было время голоценового «климатического оп­тимума». Климат характеризовался не только более высокой температурой, но и большей влажностью.

М. И. Нейштадт

Палеоклиматология в последние десятилетия полу­чила могучие средства исследования — споровопыльцевой анализ и радиоуглеродный метод датировки. Пер­вый позволяет надежно определять состав и экологиче­ские условия растительных сообществ минувших эпох, второй с достаточной точностью — датировать в абсо­лютном исчислении время этих эпох.

Применение новых средств исследований в послой­ном изучении континентальных отложений последних 20 000 лет открыло необычайно широкий и яркий спектр климатических изменений. Результаты этих исследова­ний особенно ценны, так как они касаются времени, максимально близкого к нашему.

Рассмотрим изменения климата по следующим важ­нейшим этапам.

20 000 лет назад в Северном полушарии было сосре­доточено 67% площади континентальных ледников зем­ного шара. В наши дни — всего 16% (табл. 1). В то время европейский ледниковый покров занимал всю Сканди­навию, Финляндию, Балтийское море, включая пролив Скагеррак. Его южный край перекрывал территорию Берлина, Плоцка (Польша) и близко подходил к Орше, Смоленску, Ржеву, Рыбинскому водохранилищу. Еще более обширным был Северо-Американский ледник. Он покрывал всю северную часть континента. Его южный край приближался почти вплотную к территории горо­дов Цинциннати, Питтсбурга и Нью-Йорка.

t_001

За истекшие 20 000 лет площадь всех континенталь­ных ледников в Северном полушарии сократилась на 24,5 млн. км2, т. е. на 91%. Из оставшихся 2,3 млн. км2 лишь один Гренландский ледник занимает почти 1,8 млн. км2.

Современный объем континентальных льдов оцени­вается от 24—27 млн. км3. Если бы они полностью растаяли, уровень Мирового океана мог бы подняться по формальным расчетам на 65—70 м. Объем континентальных льдов в период максимума оледенения возрастал на 16 млн. км3, что понизило уровень океана на 45 м. Так как масса ледника Антарктиды реагирует на изменения климата крайне медленно (см. табл. 1), то мы вправе считать, что прирост льда шел главным образом на формирование континентальных ледников в Северном полушарии. В со­ответствии с этим средняя мощность ледяного покрова со­ставляла 650 м. Максимальная мощность была примерно та же и в тех же областях, что и в период днепровского оледенения. На периферии мощность уменьшалась до нескольких десятков метров, а то и просто сходила на нет.

В центральной области оледенения температура льда, как показывают наши расчеты, была примерно —10° С, т. е. намного выше температуры льда Гренландии, ко­торая равна —28°, а тем более Антарктиды с ее —50, —60°.

Столь высокая температура льда Центральной области имела существенное значение. Он как более теплый, ес­тественно, реагировал на потепления и похолодания быстрее, чем ледяные щиты Гренландии и Антарктиды.

Понижение уровня Мирового океана на 45 м вследствие увеличения материковых льдов вызвало осушение зна­чительной части континентальных шельфов. Проливы Беринга, Чирикова, Шпанберга становились столь мел­ководными, что водообмен Полярного бассейна с Тихим океаном практически прекращался, а с ним прекращалась морская адвекция тепла из Тихого океана в Арктический бассейн.

18 000 лет назад началось потепление и связанное с ним отступание ледниковых покровов. Отступание не было монотонным. Оно прерывалось остановками в пе­риоды спада потепления и надвигами на ранее освобож­денные территории при похолодании (рис. 6).

Динамика деградации валдайского оледенения Русской равнины

Динамика деградации валдайского оледенения Русской равнины

Каковы же причины столь глубоких и относительно быстрых перемен в континентальных ледниковых по­кровах? Оказывается, достаточно незначительных, но ус­тойчивых изменений в тепловом балансе поверхностного слоя океана, чтобы существенно повлиять на природ­ные процессы. Это хорошо видно на — примере с мор­скими льдами. Английский климатолог Ч. Брукс счи­тает, что повышение температуры на поверхности Земли всего лишь на 1 ° С оказалось бы достаточным, чтобы привести весь ледяной покров Полярного бассейна в неустойчивое состояние.

Тепловые процессы особенно эффективны на границе таяния и замерзания воды. Фазовые преобразования (вода, снег, лед) в пределах одного градуса сопровож­даются крупными изменениями в поглощении солнечной радиации морской поверхностью.

Подсчитано, что в результате уничтожения морских льдов на единице площади Полярного бассейна тепла солнечной радиации поглощается в восемь раз больше, чем это требуется для уменьшения мощности материковых льдов со скоростью 0,5 м в год.

За последние 18 000 лет особенно значительным было потепление в среднем голоцене. Оно охватывало время с 9000 до 2500 лет назад с кульминацией в период 6000— 4000 лет назад, т. е. тогда, когда в Египте уже возво­дились первые пирамиды. Следует заметить, что время восходящей ветви потепления датируется по-разному: по Гроссу до 7500 лет назад, после чего началась фаза кульминации, продолжавшаяся до 4500 лет назад, а по данным М. А. Лавровой — до G000 лет назад, вслед за чем следовала фаза наиболее пышного расцвета морской жизни, продолжавшаяся до 4000 лет назад (рис. 7).

Схема развития морской фауны в поздне- и позднеледниковых морских отложениях Кольского полуострова

Схема развития морской фауны в поздне- и позднеледниковых морских отложениях Кольского полуострова

Наиболее волнующие вопросы рассматриваемого этапа — был ли Арктический бассейн безледным в период кульми­нации оптимума и какова была в связи с этим реакция климатических условий на континентах.

Многие ученые считают, что в период климатического оптимума Арктический бассейн был свободен от льда. Ч. Брукс свое утверждение о безледности Арктического бассейна обосновывает тем, что на Шпицбергене отсут­ствовали льды, была относительно богатая флора и оби­тали тепловодные моллюски, а также тем, что температура открытого Арктического бассейна и его побережий была выше современной. Повышение же температуры поверх­ностных вод и приземного слоя воздуха на 2—2,5° (что вполне достаточно для полной ликвидации дрейфующих льдов Полярного бассейна) хорошо доказано рядом независимых друг от друга исследований, проведенных по разной методике.

Вечная мерзлота на континентах, циркумполярно охватывающая Арктический бассейн, в период его потепле­ния сильно деградировала. Так, на севере и северо-западе Сибири глубина протаивания достигала 200—300 м. Гор­ные ледники значительно сокращались, а в ряде мест и вовсе исчезали.

Как же отреагировал климат на исчезновение льдов в Арктическом бассейне?

Растительные зоны циркумполярно продвинулись в сторону полюса. На евразийском континенте смещение достигало 4—5° широты на западе и 1—2° на востоке. Отдельные растительные полосы передвинули свои север­ные границы на 1000 км. Леса вплотную подходили к по­бережью Баренцевого моря, причем дуб, липа, орешник добрались до берегов Белого моря. Имеются данные, позволяющие считать, что на европейском материке зона тундр и лесотундр исчезала полностью. В северной части Азии остатки древесной растительности были обнаружены всего в 80 км от мыса Челюскин, на Новой Земле найдены торфяники. На Украине в условиях благоприятного, более влажного, чем теперь, климата впервые развивалось земледелие. Установлено, что Среднее Приднепровье сплошь покрылось лесом. Леса по долинам рек спускались до Черного, Азовского и Каспийского морей, причем на пространстве от Саратова до низовий Поволжья довольно густо распространились широколиственные породы. О благоприятных климатических условиях говорит также наличие у трипольских и нижнедунайских племен всех известных ныне основных зерновых культур, крупного и мелкого рогатого скота.

Ряд зарубежных исследователей — У. Фицджеральд, О. Бернар, Ф. Моретт, Р. Капо-Рей, Р. В. Фейерб­ридж и др. — единодушно отмечают, что на гидрографии и растительности Сахары лежат явные отпечатки непосто­янства климата. Везде видны безжизненные вади, высох­шие озера, где, очевидно, совсем недавно была вода. По­разительный контраст между руинами поселений в Се­верной Африке и голым пейзажем, окружающим их ныне, говорит о недавней смене увлажнения.

Интересен тот факт, что в кайнозое наибольшей арид­ности и наибольшего распространения Сахара достигла именно в четвертичное время — в период наибольшего охлаждения нашей планеты, в том числе северных поляр­ных широт.

Даже в позднеледниковое время, вследствие преобла­дания северо-восточных ветров, верховья Нила получали мало воды с Абиссинского плато. Нил не достигал Среди­земного моря, как в наши дни река Эмба не достигает Каспия в засушливые сезоны. «Нынешний гидрографи­ческий режим Северо-Восточной Африки, — утверждает Фицджеральд, — возник не ранее конца последнего оле­денения Северной Европы, вероятно, около 12 000 лет до н. э.», т. е. не ранее исчезновения основных масс льда в северо-западной части Европы, падения ледовитости в Северном Ледовитом океане и повышения температуры поверхностных вод Северной Атлантики.

В период V—III тыс. до н. э. в различных пунктах Сахары, Аравийских и Нубийских пустынь отмечался значительно более влажный климат. Более широким было распространение человека и животных. Слон, гиппо­потам и носорог исчезли в Сахаре в конце третьего тыся­челетия до н. э. Дальнейшее иссушение Сахары повлекло за собой уход из нее кочевых племен.

Известный полярник В. Ю. Визе установил связь между снижением ледовитости Арктики и ростом уровня озер Африки, в том числе и озера Виктория, истока Нила. Связь настолько устойчива, что позволила автору сделать весьма любопытный вывод — человек, следящий за уров­нем озер, может судить о состоянии льдов в Арктических морях.

Отсутствие льдов в Арктическом бассейне в период кульминации среднеголоценового оптимума благоприятно сказалось на климате всей планеты. По всей Европе, от Пиренейского полуострова до Волги, как уже отмечалось, преобладала лесная теплолюбивая растительность. Люди занимались рыболовством и охотой, развивалось мотыж­ное земледелие. В горах граница леса лежала выше, чем теперь. «Надо подчеркнуть, — писал К. К. Марков, — что после окончания ледникового времени в Средней и Северной Азии нет признаков систематического усыхания климата. После исчезновения последнего ледникового покрова на Русской равнине климат становится в общем более влажным»1. «Состояние растительности Средней Азии, — отмечал в свою очередь Е. П. Коровин, — в бли­жайшую после оледенения эпоху характеризуется прогрес­сивным развитием растительных формаций мезофильного склада. В связи с отступанием ледников, общим потепле­нием и увлажнением горного климата в пределы Средней Азии открылся доступ бореальной флоры, сложившейся в средних широтах Сибири вскоре после освобождения ее от покровного оледенения».

На территории Внутренней Аляски и Юкона абсолют­ный возраст отложений торфа определяется 5 000 лет. На северо-западе Канады 64° 19′ северной широты и 102° 04′ западной долготы обнаружен роголистник в от­ложениях, возраст которых — 5400 лет. Северный предел современного распространения роголистника достигает лишь 59° 14′ северной широты. На восточном склоне Скалистых гор Колорадо возраст торфа, залегающего на отложениях последнего оледенения, 6170 + 240 лет. В бассейне озера Мичиган 3000 лет назад климат был теплее и влажнее, чем в настоящее время.

В районе озер Сан-Рафаэль (Южное Чили) климати­ческие изменения позднего плейстоцена хронологически совпадают с колебаниями климата, установленными в дру­гих областях Южного полушария (Огненная Земля, Патагония, Тристан-да-Кунья, Новая Зеландия, Гавай­ские острова). В Андах (39° южной широты) климат межледниковья был влажнее современного; основные волны климатических изменений синхронны в обоих полушариях. Сухие периоды Огненной Земли и Патагонии синхронны бореальному, суббореальному и современному периодам Европы. В Австралии и Новой Зеландии насе­ление занималось земледелием. Южно-Африканская пустыня Калахари 6000—7000 лет назад отличалась более влажным климатом, чем в наше время.

Угасание кульминации климатического оптимума сред­него голоцена началось 4000 лет назад. Примерно 3000 лет назад началось восстановление ледяного покрова Арктического бассейна.

Время 2500 лет назад является по схеме расчленения голоцена М. И. Нейштадта рубежом между средним и поздним голоценом. С этого времени фиксируется более интенсивное похолодание. Однако, спустя примерно ты­сячу лет, несколько позднее 500 г. н. э. началось новое потепление и, как установил Брукс, «Арктические льды вступили в стадию полуустойчивого существования». Эта стадия господствовала примерно до 1200 г. Полуустой­чивость же арктических льдов Брукс характеризует как состояние, когда они полностью исчезают летом и вос­станавливаются зимой в незначительном объеме.

В таком состоянии площадь морских дрейфующих льдов Южного полушария в холодное время года дости­гает 22 млн. км2, в феврале она сокращается до 4—6 млн. км2, т. е. на 80%. В Северном Ледовитом океане общая площадь дрейфующих льдов зимой достигает 11 млн. км2, а летом к концу таяния она может снижаться до 7 млн. км2, т. е. на одну треть. Если же в баланс дрейфующих льдов Северного полушария включить полностью исчезающие летом льды Берингова и Охотского морей и объем льда, стаивающего с ледяного покрова Северного Ледовитого океана примерно на 20%, то можно убедиться, что объем морских льдов в северных широтах к концу лета вдвое меньше, чем в конце зимы.

По более поздним данным В. С. Назарова, ежегодное нарастание и таяние морских льдов в целом на земном шаре составляет 37 000 км3 при ежегодном переходящем остатке 19 500 км3. Иначе говоря, ежегодно 67% морских льдов на нашей планете обновляются. Следовательно, если морские льды неустойчивы в настоящее время, то они тем более неустойчивы были в раннем средневе­ковье, когда летние температуры на 1—2° превышали современные.

Л. Кох исследовал динамику ледовитости Северной Атлантики на протяжении последнего тесячелетия. Ре­зультаты исследований представлены на рис. 8. Малая ледовитость высоких широт снижала силу штормов и число штормовых дней. Астурийские рыбаки того вре­мени могли заниматься там китобойным промыслом.

Вековые колебания ледовитости прилежащего к Исландии района Атлантического океана

Вековые колебания ледовитости прилежащего к Исландии района Атлантического океана

Снизилась ледовитость и в антарктических полярных широтах. Еще в середине VII в. н. э. полинезийцы, в частности Ви-Те-Ренгина, плавали в антарктических водах, несмотря на примитивность корабельной и нави­гационной техники того времени. Вместе с тем в годы пла­вания Дж. Кука (1772—1775) ледовитость, судя по его описанию и его спутников, существенно превышала сов­ременную.

В районе Исландии и Южной Гренландии с 900 по 1200 г. климат был мягче; морских льдов в этих районах не наблюдалось. На юго-западе Гренландии существовали скандинавские колонии с поразительно высоким уровнем скотоводства. При раскопках кладбища близ мыса Фаруэл, расположенного в современной зоне вечной мерз­лоты, археологи установили, что в то время, когда произ­водили захоронения, мерзлота летом должна была оттаивать, поскольку гробы, саваны и даже трупы прони­зывались, корнями растений. В более ранний период грунт должен был оттаивать на значительную глубину, поскольку при самых древних захоронениях гробы опу­скались сравнительно глубоко. В дальнейшем эти гори­зонты оказались в зоне вечной мерзлоты, и более поздние погребения располагались все ближе и ближе к по­верхности.

В Альпах ледники сильно сокращались. По данным итальянских ученых, с VIII до XIII в. климат более бла­гоприятствовал земледелию, чем с XIII до середины XVI в., когда засухи повторялись чаще. Это относится и к нашему лесостепному югу, где в IX—X вв. крупные цветущие города, пашенное земледелие с плугом «рало», почти все известные нам виды домашнего скота свидетель­ствуют о высоком уровне развития Киевской Руси.

На территории современной Татарской АССР в X в. Ибн-Фадлан наблюдал у болгар, занимавших эту территорию, развитое земледелие с возделыванием пше­ницы. Возделывали пшеницу и другие народы, входившие в состав Волжской Болгарии. Это подтверждают и рус­ские летописи. С другой стороны, точно известно, что с XIV по XIX в. пшеницу на этой территории не сеяли из-за суровости климата.

Большое количество исторических и археологических свидетельств показывает, что в Средней АЗИИ В VIII— XII вв. увлажнение было достаточным, чтобы занять поливной земледельческой культурой почти все между­речье Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи. По словам арабских историков, кошка могла пробежать от Самарканда до Аральского моря по крышам домов. Не только пустыни Средней Азии, но даже величайшая на Земле пустыня Сахара реагировала на уменьшение ледовитости в Аркти­ческом бассейне некоторым снижением своей арид­ности.

С XIII в. н. э. вновь возникает похолодание. Наиболее полно оно проявилось в период 1550—1850 гг. В это трех­сотлетие более частыми становятся суровые зимы. Раз­рослись горные ледники Скандинавии, Альп, Исландии, Аляски. В ряде районов они перекрыли поселения и культурные земли. По данным П. А. Шуйского, в XVIII— XIX вв. продвижение ледников местами достигало «макси­мальных размеров со времени последней ледниковой эпохи…»

Паковый лед, поступающий в Гренландское и Нор­вежское моря из Арктического бассейна, таял более мед­ленно, что сказалось на ледяной блокаде Гренландии. Гренландские колонии, основанные в X в. и процветавшие до блокады, начали терять связь с метрополией, при­ходить в упадок и в середине XIV в. прекратили свое существование.

Несмотря на некоторые периоды потепления и свя­занного с этим отступания ледников, в целом рассмат­риваемый период был настолько холодным, что получил наименование «Малой ледниковой эпохи». Высокие ши­роты были выхоложены, ледовитость полярных морей возросла. В Северной Атлантике морские льды дости­гали за послеледниковое время своего наибольшего раз­вития, например в годы с 1806 до 1812 кораблям редко удавалось проникнуть выше 75° северной широты.

Радиоуглеродные исследования растительных остат­ков, взятых из-под 47-метровой толщи льда в северо-западной Гренландии, показали, что, меньше чем 200 лет тому назад, ледники этого района продолжали энер­гично наступать. В кульминацию похолодания снеговая граница снижалась до уровня моря, что, естественно, создавало благоприятные условия для возрождения ледниковых покровов, исчезнувших в предшествующий теп­лый период.

Во времена дрейфа «Фрама» условия для образования более сплоченного и более мощного ледяного покрова были благоприятнее, чем сейчас. Исследователи Арктики в прошлом часто сообщали о мощных 4—6-метровых «палеокристаллических» дрейфующих льдах. В наши дни встреча с такими льдами — явление редкое, так как они — продукт более холодного климата.

Высокая ледовитость Полярного бассейна всегда по­рождала беспокойный режим атмосферы. Его прямым следствием были неурожайные голодные годы, часто­та которых заметно увеличивалась.

comments powered by HyperComments