Начало позднекайнозойского ледникового этапа

Новейший этап развития покровных оледенений, охватывающий поздний кайнозой, совпал с существенными изменениями органического мира Земли, включая и эволюцию самого человека. Нам представляется, что преобразования биосферы нашей планеты во многом были сопряжены с новым видообразованием и с адаптацией организмов к быстро менявшимся природным обстановкам.

Надо заметить, что в позднекайнозойское время происходило не только образование крупных ледниковых покровов в полярных и умеренных широтах. Кроме того, формировались ледники в горах даже в экваториальных районах Южной Америки, Центральной Африки и Новой Гвинеи. Вместе с тем на юге тропической зоны ощущался сильный дефицит влаги, что определило распространение пустынь с более аридными, чем в настоящее время, обстановками. Точного совпадения периодов максимального развития ледниковых покровов в умеренных широтах и максимальной аридности в тропиках, однако, могло и не быть. Важно отметить лишь общую приуроченность таких периодов к холодным интервалам позднекайнозойской истории.

До ледниковой эпохи, в раннем кайнозое, климат земного шара, по всей вероятности, был теплее и суше современного, причем система природных зон отличалась меньшей дифференцированностью, а атмосферная циркуляция проявлялась менее интенсивно. На обширных территориях преобладали саванны и леса, а средние температуры были порядка 22° С. Хотя, конечно, и тогда существовали заметные контрасты между полярными и тропическими широтами, но даже в Антарктиде ледников еще не было.

Естественно, что для изучения истории позднего кайнозоя важно знать, когда возникло оледенение. Эту дату часто связывали с первым появлением ледниковых отложений в умеренных широтах. Однако еще более показательны данные по морской фауне. Установление холодных обстановок в бассейне Средиземного моря произошло примерно l,8-l,7 млн. лет назад, и этот рубеж обычно принимают за границу неогенового и четвертичного периодов. Тем не менее есть свидетельства более раннего начала развития оледенения в северном полушарии, порядка 4-3 млн. лет назад. В осадочных породах Исландии за последние 3,1 млн. лет зафиксировано не менее 10 ледниковых циклов.

В южном полушарии оледенение имеет еще более древний возраст. Крупным очагом оледенения была Антарктида, которая постепенно утратила сухопутные связи с другими частями Гондваны и заняла околополюсное положение еще в начале кайнозоя. Формирование пролива между Антарктидой и Южной Америкой произошло в конце мелового периода, а связь с Австралией прервалась только в середине кайнозоя, около 35 млн. лет назад. Последующее формирование циркумантарктической системы морских течений способствовало термической изоляции Антарктиды, вокруг которой образовался пояс холодных придонных вод. Все это наряду с соответствующей перестройкой атмосферной циркуляции создало необходимые предпосылки для активизации ледниковых процессов на антарктической суше. В первой половине кайнозоя, и в частности в эоцене, очаги оледенения там существовали, вероятно, только в горах. Весьма благоприятным фактором для развития оледенения послужило поднятие Трансантарктических гор в позднем палеогене. На равнинах и плато Южного континента средние температуры тогда все еще достигали 20-22° С.

Только в миоцене произошло резкое похолодание, способствовавшее формированию очагов покровного оледенения. Постепенно сливаясь между собой, эти очаги объединились в единый ледниковый покров. В конце миоцена, немногим более 5 млн. лет назад, антарктическое оледенение достигло максимального развития, что обусловило необратимые изменения флоры и фауны этого континента. Оледенение сопровождалось резким уменьшением объема и понижением уровня Мирового океана. В это время Средиземное море утратило связь с океаном и там существовали обособленные водоемы, в которых накапливались мощные толщи соленосных осадков.

Последующая частичная деградация ледникового щита Антарктиды в его краевой части привела к повышению уровня Мирового океана. Отголоском этого процесса была плезанская трансгрессия в Средиземноморском бассейне, датируемая переходом от миоцена к плиоцену, около 5 млн. лет назад.

В начале плиоцена произошла окончательная изоляция Атлантического океана от Тихого в связи с поднятием Панамской глыбы. К этому времени относится образование Гольфстрима и начало развития оледенения в северном полушарии. Наиболее определенные факты имеются по западному горному обрамлению Северной Америки и по Исландии, где крупные ледники, несомненно, существовали около 3 млн. лет назад.

Дальнейшее развитие антарктического оледенения характеризовалось ситуацией, в целом довольно близкой к современной; неоднократные колебания охватывали преимущественно периферические части ледникового покрова. Например, довольно значительное сокращение масштабов оледенения отмечено 2,8-2,43 млн. лет назад, когда климат Антарктиды был теплее современного. Этому интервалу соответствует широкое распространение морских трансгрессий.

Обширные пространства Прикаспийской и Куринской низменностей в то время были затоплены акчагыльским морем, которое, как выяснилось, сообщалось с Мировым океаном. Проникновение океанических вод в глубь Евразии было, по-видимому, связано с таянием периферических частей Антарктического ледникового покрова. Похолодание 2,4-1,9 млн. лет назад вызвало понижение уровня океана и спад акчагыльской трансгрессии. В осевых частях Прикаспийской и Куринской впадин акчагыльские толщи увенчаны пресноводными и солоноватоводными слоями лиманного и лиманно-морского характера, указывающими на глубокую регрессию. Возраст этих слоев 1,95-1,8 млн. лет назад, что с известной долей условности может свидетельствовать об активизации материкового оледенения. Очень близкая датировка установлена для оледенения Аргентинских Анд - 2,06 млн. лет.

Напомним, что на уровне 1,8 млн. лет проводится нижняя граница четвертичного периода. В Средиземноморском районе, выше контакта астийских и калабрийских морских осадков, в это время появились более холодостойкие виды моллюсков и фораминифер. В континентальных отложениях при переходе от нижнего виллафранка к среднему в фауне млекопитающих тоже найдены более холодовыносливые формы. Изменения органического мира Средиземноморья, вероятно, были реакцией на активизацию ледниковых процессов в более высоких широтах и горных районах. Таким образом, в акчагыльское время в Южной и Северной (включая Гренландию и Исландию) полярных областях существовали крупные очаги оледенения. Поэтому проведенное нами сопоставление событий ледниковой истории Антарктиды и колебаний уровня Средиземного моря и Понто-Каспийского бассейна (табл. 1), несомненно, имеет важное значение для сравнения природных изменений в обоих полушариях.

История оледенения Антарктики в четвертичный период, к сожалению, слабо изучена. Изучение донных осадков океана у берегов этого материка показало, что 100-70 тыс. лет назад приантарктические воды были намного теплее (12°С) современных (1-2°С). Отмеченный интервал очень близок к планетарной трансгрессии Мирового океана, приходившейся на рисс-вюрмское, или микулинское, межледниковье. В то время происходило усиленное таяние Антарктического ледникового покрова.

Последующая эпоха, сопоставляемая с вюрмской, включала три потепления, датированных по донным осадкам в 39 тыс., 31 тыс. и 25 тыс. лет назад. На наш взгляд, все эти интервалы попадают в рамки средневюрмского потепления, которое началось примерно 50 тыс. и завершилось около 25 тыс. лет назад. К этому времени была приурочена самостоятельная трансгрессия Мирового океана. Ледниковым интервалам вюрмской эпохи отвечали две четко выраженные регрессии - уровень океана понижался на 120 м относительно современной отметки.

В нескольких горных районах Антарктического материка были обнаружены серии моренных отложений, различающихся по вещественному составу, степени выветрелости и высотному положению. Эти различия послужили основанием для выделения нескольких ледниковых стадий, возраст которых до сих пор, к сожалению, не удалось установить. Тем не менее, как показали исследования советского ученого В. И. Бардина, имеются совершенно определенные свидетельства больших колебаний мощности ледникового покрова между упомянутыми стадиями (рис. 7), причем по мере приближения к современности явно намечается тенденция к понижению мощности.

Рис. 7. Характер колебаний мощности ледникового покрова в некоторых районах Восточной Антарктиды (по В. И. Бардину). а - ледник Бирдмора, Трансантарктические горы; б - гора Инзель, Земля Королевы Мод; в - гора Коллинз, хребет Принс-Чарльз; 1-3 - стадии оледенения

В грандиозных колебаниях водного баланса Земли, связанных с чередованием оледенений и межледниковий в четвертичном периоде, обширный Антарктический ледниковый покров, несомненно, принимал активное участие, на что прежде всего указывают результаты изучения донных осадков из приантарктических районов океана. Существенно, однако, то обстоятельство, что Антарктический покров даже в межледниковые эпохи плейстоцена продолжал существовать, а таяние происходило только в его периферических частях. Такую же относительную стабильность обнаруживал и Гренландский ледниковый покров.

Напротив, Североевропейский и Североамериканский (Лаврентийский) покровы характеризовались довольно быстрыми темпами формирования в начале ледниковий и еще более быстрыми темпами распада в самом конце их и в начале межледниковий. Эти покровы называют неустойчивыми в отличие от устойчивых Антарктического и Гренландского покровов.

Закономерности развития ледниковых покровов пока еще, к сожалению, мало известны, хотя существует ряд реконструкций, опирающихся на теоретические модели. Наиболее обоснованны представления о стремительных темпах распада неустойчивых ледниковых покровов, что подтверждено фактами из истории самого последнего оледенения. Разрастание крупных ледниковых покровов, по современным представлениям, занимало в 2-3 раза больше времени, чем их распад.