Плейстоцен Северной Америки

Плейстоцен Северной Америки — это геологический период, охватывающий временной интервал от 2,58 миллиона до 11,7 тысячи лет назад, характеризующийся чередованием ледниковых (гляциалов) и межледниковых (интергляциалов) эпох, которые сформировали современный рельеф, флору и фауну континента. В Северной Америке плейстоцен известен как «Ледниковый период», когда значительная часть территории Канады и севера США была покрыта мощными ледниковыми щитами, а климат и экосистемы претерпели радикальные изменения.

Геохронология и климат

Плейстоцен является частью кайнозойской эры и подразделяется на три отдела: нижний (ранний), средний и верхний (поздний). В Северной Америке граница плейстоцена с предшествующим плиоценом проводится по появлению холодолюбивых моллюсков в морских отложениях и по первым значительным похолоданиям, зафиксированным в ледниковых кернах Гренландии.

Ледниковые циклы

Климат плейстоцена Северной Америки определялся циклами Миланковича — изменениями орбитальных параметров Земли, которые приводили к чередованию холодных и теплых фаз. Основные ледниковые стадии в Северной Америке получили местные названия (по штатам, где были изучены их отложения):

• Небрасское оледенение (около 2,0–1,5 млн лет назад) — первое крупное оледенение, охватившее центральные и восточные районы США.
• Канзасское оледенение (около 1,3–0,9 млн лет назад) — более обширное, достигшее южных границ современного штата Иллинойс.
• Иллинойское оледенение (около 300–130 тыс. лет назад) — одно из самых мощных, ледник доходил до реки Огайо.
• Висконсинское оледенение (около 115–11,7 тыс. лет назад) — последнее крупное оледенение, сформировавшее современные Великие озёра и множество моренных гряд.

Между оледенениями наступали межледниковья, такие как Сангамонское (около 130–115 тыс. лет назад), когда климат был теплее современного, а леса продвигались далеко на север.

Палеоклиматические реконструкции

Изучение изотопов кислорода в донных отложениях океанов и ледниковых кернах Гренландии позволило установить, что за последние 800 тысяч лет в Северной Америке произошло не менее 8–9 полных ледниково-межледниковых циклов. Среднегодовые температуры в разгар оледенений были на 8–12 °C ниже современных, а уровень моря падал на 120–130 метров, обнажая сухопутные мосты, такие как Берингия (между Чукоткой и Аляской).

Геоморфология и рельеф

Ледниковая деятельность плейстоцена радикально изменила облик Северной Америки. Ледниковые щиты, достигавшие толщины до 3–4 км, оказывали колоссальное давление на земную кору, вызывая её прогибание (гляциоизостазия). После таяния ледников началось медленное поднятие территории, продолжающееся до сих пор (например, в районе Гудзонова залива).

Формы рельефа, созданные ледниками

• Экзарационные формы: ледниковые цирки, кары, троги (U-образные долины), бараньи лбы. Классические примеры — долины Йосемити в Сьерра-Неваде.
• Аккумулятивные формы: морены (конечные, боковые, донные), друмлины, озы, камы, зандровые равнины. Конечные морены Висконсинского оледенения образуют гряды, например, на острове Лонг-Айленд.
• Ледниковые озёра: Великие озёра (Верхнее, Мичиган, Гурон, Эри, Онтарио) — результат выпахивания ледником древних речных долин. Временные приледниковые озёра, такие как озеро Агассис (на территории современных Манитобы и Миннесоты), занимали огромные площади.
• Фьорды: побережье Аляски и Британской Колумбии изобилует затопленными ледниковыми долинами.

Влияние на речную сеть

Ледники перекрывали сток многих рек, заставляя их менять русла. Например, река Миссури во время оледенений отводилась на юг, а река Огайо сформировалась как сток талых вод вдоль края ледника. После отступления ледника возникла система стока через Великие озёра и реку Святого Лаврентия.

Флора и фауна

Плейстоцен Северной Америки известен своей мегафауной — крупными млекопитающими, многие из которых вымерли в конце периода.

Растительность

Растительные зоны смещались на юг во время оледенений и возвращались на север в межледниковья. В периоды максимумов оледенений большая часть территории к югу от ледника была занята холодными степями (тундростепями) с преобладанием полыней, злаков и карликовых кустарников. В межледниковья распространялись хвойные и смешанные леса. На юге современной Флориды и в Мексике сохранялись рефугиумы тропической растительности.

Мегафауна

Наиболее характерные представители фауны плейстоцена Северной Америки:

• Мамонт колумбийский (Mammuthus columbi) и шерстистый мамонт (Mammuthus primigenius) — обитали в степях и тундростепях.
• Мастодонт американский (Mammut americanum) — предпочитал лесные массивы.
• Смилодон (саблезубая кошка) — крупный хищник, охотился на бизонов и лошадей.
• Американский лев (Panthera atrox) — один из крупнейших подвидов льва.
• Гигантский короткомордый медведь (Arctodus simus) — достигал высоты в холке 1,5 м.
• Глиптодон — бронированный родственник броненосцев, размером с автомобиль.
• Лошадь (Equus spp.) — предки современных лошадей, обитавшие в Северной Америке и вымершие в конце плейстоцена (вновь завезены европейцами).
• Бизон древний (Bison antiquus) — предок современного бизона, был крупнее.

Вымирание мегафауны

В конце плейстоцена (около 13–10 тыс. лет назад) произошло массовое вымирание крупных млекопитающих. Основные гипотезы:

• Климатическая: резкое потепление и изменение растительности привели к сокращению кормовой базы.
• Антропогенная (гипотеза «плейстоценового перепромысла»): люди, заселившие Америку через Берингию около 15–20 тыс. лет назад, активно охотились на крупных животных, что ускорило их исчезновение.
• Комбинированная: сочетание климатического стресса и охоты.

Человек в плейстоцене Северной Америки

Заселение Америки человеком произошло в позднем плейстоцене. Наиболее древние общепризнанные следы присутствия человека — культура Кловис (около 13,5–12,8 тыс. лет назад), названная по стоянке в штате Нью-Мексико. Люди Кловис изготавливали характерные каменные наконечники копий с желобками и охотились на мамонтов, мастодонтов и бизонов.

Более ранние культуры, такие как Пре-Кловис (стоянки в Монте-Верде, Чили, и в Пейсли, Орегон), датируются возрастом до 14,5–15 тыс. лет назад, что указывает на возможное заселение Америки ещё до открытия берингийского сухопутного моста.

Переход к голоцену

Около 11,7 тыс. лет назад закончился последний ледниковый максимум, началось быстрое потепление, и плейстоцен сменился голоценом. Ледниковый щит отступил в Канаду, уровень моря поднялся, затопив Берингию. Мегафауна вымерла, а на смену тундростепям пришли современные таёжные и широколиственные леса. Человек перешёл от охоты на крупных животных к более разнообразным формам хозяйства, что в конечном итоге привело к развитию земледелия в Мезоамерике.

Значение для современной науки

Изучение плейстоцена Северной Америки имеет ключевое значение для понимания современного климата, прогнозирования глобального потепления и оценки рисков будущих оледенений. Ледниковые керны, донные отложения озёр и морские осадки служат архивами палеоклиматических данных. Кроме того, плейстоценовая мегафауна является объектом интенсивных генетических исследований (включая попытки «воскрешения» мамонта), а археологические находки проливают свет на ранние миграции человека.

Источники

• Imbrie, J., & Imbrie, K. P. (1979). Ice Ages: Solving the Mystery. Harvard University Press.
• Pielou, E. C. (1991). After the Ice Age: The Return of Life to Glaciated North America. University of Chicago Press.
• Barnosky, A. D., et al. (2004). «Assessing the Causes of Late Pleistocene Extinctions on the Continents». Science, 306(5693), 70–75.
• Goebel, T., Waters, M. R., & O’Rourke, D. H. (2008). «The Late Pleistocene Dispersal of Modern Humans in the Americas». Science, 319(5869), 1497–1502.
• Dyke, A. S. (2004). «An Outline of North American Deglaciation with Emphasis on Central and Northern Canada». Developments in Quaternary Sciences, 2, 373–424.