Ледниковый период

Ледниковый период — это продолжительный этап геологической истории Земли, в течение которого климат планеты был значительно холоднее современного, а значительная часть суши была покрыта материковыми ледниковыми щитами. В более широком смысле термин часто используется для обозначения плейстоценовой эпохи (около 2,6 млн — 11,7 тыс. лет назад), когда ледники неоднократно наступали и отступали, формируя современный рельеф и оказывая решающее влияние на эволюцию биосферы, включая человечества.

Определение и основные характеристики

Ледниковый период (гляциал) характеризуется устойчивым понижением среднегодовых температур на планете, что приводит к росту ледниковых покровов в полярных и горных регионах. Ключевым признаком является не просто наличие льда, а его масштабное распространение на равнины умеренных широт. Внутри ледникового периода выделяют более холодные фазы — ледниковья (гляциалы), когда ледники максимально расширяются, и более тёплые — межледниковья (интергляциалы), когда климат становится близким к современному или даже теплее, а ледники отступают.

Основные факторы, запускающие ледниковые периоды, связаны с изменениями орбиты Земли (циклы Миланковича), составом атмосферы (концентрация парниковых газов), положением материков и океаническими течениями. На протяжении последних 2,6 миллиона лет Земля пережила несколько десятков гляциалов и интергляциалов.

История изучения

Научное изучение ледниковых периодов началось в XIX веке. Швейцарский натуралист Луи Агассис в 1837 году впервые сформулировал теорию о том, что Альпы и большая часть Европы ранее были покрыты мощным слоем льда. Его идеи встретили сопротивление, но вскоре получили подтверждение благодаря находкам валунов и характерных ледниковых отложений (морен) в местах, где ледников быть не могло.

В России значительный вклад в изучение ледниковых периодов внесли П. А. Кропоткин и И. Д. Черский, которые в конце XIX века описали следы древнего оледенения в Сибири. В XX веке, с развитием методов радиоизотопного датирования и анализа глубоководных кернов, удалось восстановить хронологию последних 800 000 лет. Было установлено, что ледниковые периоды имеют циклический характер с периодом около 100 000 лет.

Основные ледниковые периоды в истории Земли

В истории Земли известно несколько крупных ледниковых периодов, каждый из которых длился миллионы лет.

Гуронское оледенение (2,4–2,1 млрд лет назад)

Самое древнее из известных масштабных оледенений. Предположительно, ледники покрывали почти всю поверхность планеты, что привело к гипотезе «Земли-снежка». Связывается с Великим кислородным событием, когда цианобактерии насытили атмосферу кислородом, что привело к разрушению метана — мощного парникового газа.

Криогений (720–635 млн лет назад)

Второй эпизод глобального оледенения, также в рамках гипотезы «Земли-снежка». Ледники, вероятно, достигали экватора. Считается, что именно после этого оледенения произошёл взрывной рост многоклеточной жизни (эдиакарская биота).

Андско-Сахарское оледенение (450–420 млн лет назад)

Оледенение, затронувшее в основном южные континенты (Гондвану). Связано с массовым вымиранием видов в конце ордовикского периода.

Позднепалеозойское оледенение (360–260 млн лет назад)

Одно из самых длительных оледенений, охватившее южную часть суперконтинента Гондвана (территории современных Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии и Индии). Совпало с формированием крупных месторождений каменного угля.

Четвертичное оледенение (началось 2,6 млн лет назад и продолжается)

Единственный ледниковый период, в котором существует человечество. В настоящее время Земля находится в межледниковье (голоцен), которое началось около 11,7 тыс. лет назад. Характеризуется наличием двух крупных ледниковых щитов — Антарктического и Гренландского.

Четвертичное оледенение: хронология и особенности

Последний ледниковый период, также называемый плейстоценовым, изучен наиболее детально. В его рамках выделяют несколько десятков гляциалов, но наиболее известны два последних крупных оледенения.

Вислинское (Вюрмское, Валдайское) оледенение

Последнее оледенение, завершившееся около 11,7 тыс. лет назад. Название варьируется в зависимости от региона: в Европе — Вислинское, в Альпах — Вюрмское, в Северной Америке — Висконсинское, в России — Валдайское. Максимум оледенения пришёлся на период около 20–18 тыс. лет назад. В это время уровень Мирового океана был примерно на 120 метров ниже современного. Ледниковый щит покрывал Скандинавию, север Европы, северо-запад России, Канаду и север США. На территории России граница ледника доходила до современных городов Смоленск, Тверь, Вологда.

Предшествующие оледенения

В России и Восточной Европе выделяют также более ранние оледенения: Окское (около 600–500 тыс. лет назад), Днепровское (около 250–200 тыс. лет назад) — самое масштабное, ледник достигал широты современного Днепропетровска и Волгограда, и Московское (около 150–130 тыс. лет назад).

Причины и механизмы

Основной причиной цикличности ледниковых периодов считаются циклы Миланковича — изменения параметров орбиты Земли:

1. Эксцентриситет (вытянутость орбиты) — цикл около 100 000 лет.
2. Наклон оси (угол между осью вращения и плоскостью орбиты) — цикл около 41 000 лет.
3. Прецессия (колебание оси вращения) — цикл около 26 000 лет.

Эти изменения влияют на количество солнечной радиации, получаемой разными широтами в разные сезоны. Однако одних орбитальных факторов недостаточно. Для развития оледенения необходимы также:

• Низкая концентрация парниковых газов (CO₂ и метана) в атмосфере.
• Положение континентов: наличие крупных массивов суши вблизи полюсов (Антарктида, Северная Америка, Евразия), где может накапливаться лёд.
• Океанические течения: изменение циркуляции вод (например, закрытие Панамского перешейка около 3 млн лет назад изменило течения и привело к похолоданию в Северном полушарии).

Последствия и влияние на Землю

Ледниковые периоды оказали колоссальное влияние на планету.

Рельеф и геология

• Экзарация (ледниковая эрозия): формирование трогов (U-образных долин), фьордов, бараньих лбов, озёрных котловин.
• Аккумуляция: образование морен, друмлинов, озов, камов, зандровых равнин. На севере России (Валдайская возвышенность, Карелия) рельеф почти полностью сформирован ледником.
• Изостазия: под тяжестью ледникового щита земная кора прогибалась. После таяния льда началось медленное поднятие (голоценовый гляциоизостатический подъём), которое продолжается до сих пор в Скандинавии и Канаде (до 1 см в год).

Океан и климат

• Понижение уровня моря: обнажение огромных участков шельфа (Берингия, Северное море, Зондский шельф).
• Изменение циркуляции: ледники изменяли пути рек, создавали гигантские приледниковые озёра (например, озеро Агассис в Северной Америке), прорывы которых вызывали резкие похолодания (событие 8,2 тыс. лет назад).
• Пыль и аэрозоли: сухие перигляциальные зоны были источником огромного количества пыли, которая оседала в ледниках и влияла на альбедо.

Биосфера и эволюция

• Миграции и изоляция: виды вынуждены были отступать в рефугиумы (убежища) на юге или в горах. Изоляция популяций приводила к видообразованию.
• Адаптации: развитие шерстистого покрова, увеличение размеров тела (у мамонтов, шерстистых носорогов), миграции.
• Человеческая эволюция: именно в условиях нестабильного климата плейстоцена происходило становление рода Homo. Развитие орудий труда, освоение огня, строительство жилищ, миграция из Африки в Евразию и Америку были напрямую связаны с адаптацией к ледниковым условиям. Массовое вымирание мегафауны (мамонтов, саблезубых кошек, гигантских ленивцев) в конце последнего оледенения связывают как с изменением климата, так и с деятельностью человека.

Современное состояние и будущее

Земля в настоящее время находится в межледниковье (голоцен), которое началось около 11,7 тыс. лет назад. Однако с точки зрения геологии, мы всё ещё живём в рамках четвертичного ледникового периода. Антарктический и Гренландский ледниковые щиты — реликты последнего оледенения.

Современное глобальное потепление, вызванное антропогенными выбросами парниковых газов, может существенно изменить естественный ход климатических циклов. По некоторым прогнозам, без вмешательства человека следующее оледенение могло бы начаться через 10–50 тыс. лет. Однако текущее повышение температуры и таяние ледников может отсрочить его на неопределённое время или даже изменить механизм климатической системы планеты.

Источники

• Имбри Дж., Имбри К. П. Тайны ледниковых эпох. — М.: Прогресс, 1988.
• Котляков В. М. Гляциологический словарь. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
• Лазуков Г. И. Плейстоцен территории СССР. — М.: Высшая школа, 1989.
• Марков К. К., Величко А. А. Четвертичный период (ледниковый период — антропоген). — М.: Недра, 1967.
• Ruddiman W. F. Earth's Climate: Past and Future. — W. H. Freeman, 2008.
• Walker M., Johnsen S., Rasmussen S. O., et al. Formal definition and dating of the GSSP (Global Stratotype Section and Point) for the base of the Holocene using the Greenland NGRIP ice core, and selected auxiliary records // Journal of Quaternary Science. — 2009. — Vol. 24, No. 1.