Часть I. Вводная

Что пользы есть в великом множестве разных идей, ежели они не расположены надлежащим образом? Храброго вождя искусство состоит не в одном выборе добрых и мужественных воинов, но не меньше зависит и от приличного установления полков.

М. В. Ломоносов, 1748

Глава 1. Проблемы прошлых и будущих климатов земли

Из того очевидного факта, что лед всегда «холоден», вроде бы само собой следует, что он является не только индикатором, но и виновником холодных климатов. Поэтому же известные из истории похолодания всегда теснейшим образом связывались с оледенениями, и именно оледенениям и их следам уделялось и уделяется наибольшее внимание палеоклиматологов.

1.1. Развитие представлений об оледенениях земли

По ряду очевидных следов деятельности льда и холода, оставленных на суше в виде характерных осадочных отложений, ископаемых остатков флоры и фауны и тому подобных, ещё в прошлом веке ученые пришли к достаточно единодушному мнению, что умеренные высокие широты Земли в сравнительно недавнем прошлом геологической истории испытали глубокое похолодание и оледенение. К началу XX века окончательно сформировалась и стала развиваться ледниковая теория, вначале основанная на концепции единого глубокого оледенения (моногляциолизме) с несколькими большими и малыми стадиями.

По мере эволюции ледниковой теории отчетливее стали выявляться грандиозные события, сопровождавшие оледенения. Было установлено, что Европа сравнительно недавно покрывалась мощным ледником. Оледенение влекло за собой массу планетарных изменений не только на суше, но и на морях. На образование покровных ледников изымались огромные массы воды, что приводило к падению уровня Мирового океана на 130–160 м по сравнению с современным, о чем свидетельствуют сохранившиеся на морском дне следы рек и береговых линий. На месте Берингового пролива возникал «мост» суши между Азией и Америкой, через который, как предполагается, не далее 20…30 тысяч лет назад люди начали заселять Северную Америку. Как видно, лёд не только коренным образом изменял лик Земли, но и вершил судьбу наших далеких предков.

Моногляциолизм порождал мнение, что до самого антропогена (время появления человека) жизнь умеренных и высоких широт еще не знала льда и длительность эпохи оледенения составляла едва ли тысячную долю всего времени существования Земли. Представлялось, что понижение температуры у полюсов скорее всего было следствием постепенного монотонного остывания Земли, ускорившееся ледовым катаклизмом неясным своей природой. На поиски причин его, а заодно и способов возможного противодействия ему, направлялось все внимание исследователей.

С появлением новых методов исследования ледников и их следов, в частности изотопно-геохимического анализа, в середине XX века, на смену моногляциолизму, утвердилась концепция полигляциолизма, то есть учения о неоднократности крупных оледенений. Причём представления о циклах оледенений и понижений температуры среди гляциологов стали захватывать более древние периоды геологической истории, но еще редко выходили за пределы кайнозойской эры (70–60 млн. лет назад).

Был замечен ряд особенностей смены теплых периодов оледенениями. Например, многие палеоклиматологи сошлись во мнении, что термоэры (теплые климаты) отличались не только существенным повышением температуры, но и намного меньшей выраженностью различий климатов высоких и низких широт. Наоборот, похолодание и оледенение сопровождалось увеличением контрастов климатической зональности. Наконец, также согласованно исследователи пришли к заключению, что период нарастания ледниковых покровов, как правило, продолжался примерно в 10 раз дольше, чем их деградация (таяние). Подобные особенности ещё не получили законченного объяснения, и мы отмечаем их как раз потому, что попытаемся далее предложить его.

Эти исследования в основном внесли частные изменения во взгляды на климаты прошлого, существенно не изменив ни целей, ни подходов к дальнейшим исследованиям.

Своего рода революция в оценке климатов прошлого произошла, когда геологи обратили внимание на широко распространенные окаменевшие морены и ледниково-моренные отложения, названные тиллитами (от английского термина «валунная глина»). Они отличаются от прочих отложений текстурой и структурой, которая может создаваться только или почти только под воздействием льда и мерзлотных явлений: несортированностью; грубообломочным окаменением; наличием эрратических (оторванных от мест образования) обломков; валунов и блоков, несущих на себе следы движения ледника – ледогранников и отторженцев; отсутствием слоистости и следами многих иных связей со льдом и мерзлотой. Когда научились распознавать время образования морен, из которых цементировались тиллиты, то обнаружилось, что древние, явно докайнозойские, оледенения происходили неоднократно на всех материках и совершались по крайней мере уже более 2,5 миллиардов лет назад!

Здесь мы видим уже коренное качественное изменение общего взгляда на историю Земли – оказывается, что она большую долю времени своего существования вовсе не обнаруживает тенденции к постепенному охлаждению. С. В. Колесник (1939), поняв это, писал: «… ледники не являются только современным или молодым феноменом, – они были во все периоды жизни и во все эпохи принимали активное участие в преобразовании лика земли…» Но широкое признание эта точка зрения завоевывает только в наши дни под влиянием специальных исследований (Н. М. Чумаков, 1978).

В то же время определенно установлено, что все оледенения прерывались глубокими и длительными потеплениями (термоэрами). Например, начало каменноугольного периода радиологическими методами определяется в 350 млн. лет назад, а его длительность составляла 65…75 млн. лет. Само по себе накопление огромных слоев растительной массы, из которой сформировались каменные угли, с необходимостью требовало теплого и влажного климата. Интересно, что разведанные к настоящему времени мировые запасы каменных углей вовсе не отражают ту картину климатической зональности древней Земли, которая должна была следовать из современной зональности. Например, самые большие запасы каменных углей оказались приурочены к Ленскому (Якутия) и Тунгусскому (север Красноярского края) бассейнам – к одним из самых холодных территорий суши. Наконец, каменные угли обнаружены и в Антарктиде! Из этого еще нельзя заключить, что в каменноугольный период вся суша Земли была очень теплой, поскольку находятся свидетельства, что на Древней Земле и современные материки занимали совсем иные положения и «гуляли» полюса и даже вращалась наша планета вокруг собственной оси с иной, более значительной скоростью. Поскольку же всегда оставались вращение и полюса, вероятно, оставались и горы, то нельзя исключить, что всегда оставались и полярные и горные ледники, которые периодически могли и разрастаться, и деградировать. И, наконец, оставлять следы своего действия, озадачивающие ныне нас. О современном оледенении мы конечно знаем несравненно больше.

В последние годы гляциологами мира проделана огромная работа по количественному