Для того чтобы на материке
происходило наступание ледников, необходимо сочетание определенных условий.
Нужно, чтобы суша находилась в высоких широтах или, может быть, на большой
высоте над уровнем моря, чтобы выпадало достаточно много снега и чтобы
среднегодовые температуры были на несколько градусов ниже, чем сейчас.
Поскольку положение и высота материков со времени последней ледниковой эпохи
существенно не изменились, становится очевидным, что оледенение зависит
непосредственно от климатических условий. Изменения климата, однако, были
периодическими. Изучение последнего оледенения показало, что за период около 2
млн. лет произошло четыре главных и несколько второстепенных продвижений льда.
Главные стадии наступания ледников разделялись продолжительными теплыми
межледниковьями, когда климат был, очевидно, теплее, чем сейчас. Потепление и
похолодание климата происходит с периодичностью около 100000 лет.
Для того чтобы начался холодный ледниковый или теплый межледниковый период, требуется изменение климата с понижением или повышением температуры
всего на несколько градусов. Поэтому гипотезы, касающиеся причин оледенений, часто предусматривают слабые изменения климата на земном шаре, которые имеют либо земное, либо внеземное происхождение.
К земным относятся причины, уменьшающие количество солнечного тепла, которое достигает Земли, или вызывающие изменения в распределении тепла на ее поверхности.
Сначала предполагали, что похолодание климата на Земле связано с уменьшением прозрачности атмосферы при попадании в нее вулканического пепла. Известные из истории сильные вулканические извержения на короткое время вызывали похолодание во всем мире, что было обусловлено рассеиванием тонкого вулканического пепла в верхних слоях атмосферы. Частицы пепла поглощают солнечное излучение и отражают его назад во внеземное пространство, уменьшая количество солнечной энергии, достигающее Земли. Вообще-то эксплозивные извержения вулканов, происходящие в течение длительного времени на обширных площадах, могут вызвать такое похолодание климата на всей планете, что начнется оледенение. Однако большинство геологов, по-видимому, не считают, что вулканическая активность могла быть столь сильной; вместе с тем все соглашаются, что вулканизм может действовать как спусковой механизм, вызывающий начало оледенения, но главные причины наступания ледников нужно искать не здесь.
Уменьшение количества тепла, удерживаемого Землей, связано также с изменением содержания в атмосфере углекислого газа. Углекислый газ пропускает в атмосферу солнечное излучение с меньшей длиной волны, но замедляет потерю тепла. Благодаря углекислому газу климат на Земле становится теплее, и уменьшение его количества в атмосфере должно вызвать похолодание. Однако не доказано, что этих изменений было бы достаточно для того, чтобы вызвать ледниковую эпоху.
Изменения в распределении тепла на поверхности Земли связаны прежде всего с переменой направления океанских и воздушных течений. Эти течения переносят тепло от экватора к полюсам, и изменение схемы их распределения могло бы вызвать похолодание климата в приполярных районах и как следствие этого наступание ледников. Хотя данные об изменении течений в ледниковые периоды и имеются, создается впечатление, что эти изменения были скорее следствием, чем причиной оледенения. Кроме того, существующие данные скорее указывают на общее понижение температуры на Земле, а не просто на перераспределение тепла.
Сегодня большинство ученых обращаются к внезапным причинам оледенений. Последние связывают с вариациями солнечной активности или с известными изменениями положения Земли относительно Солнца: Хотя обе эти гипотезы не новы, последние астрономические и океанографические наблюдения, кажется, свидетельствуют в пользу обеих гипотез.
Раньше Солнце считали очень стабильной звездой. Его стабильность подтверждается геологическими данными о непрерывности геологической и биологической эволюции. Тем не менее известно, что на сравнительно коротких отрезках
времени Солнце изменчиво. В течение одиннадцатилетнего цикла солнечной активности, когда на Солнце меняется число пятен, колебания солнечного излучения достигают 4%. За последние три столетия астрономы отмечали и более длительные спокойные периоды, когда на Солнце не было видно никаких пятен. Еще более длиннопериодные флуктуации солнечной активности устанавливаются по изменению количества изотопа углерода 14С, образующегося в верхней части атмосферы под действием солнечных частиц. Измеренные вариации солнечной активности несильно отличаются от тех, которые, согласно оценкам, необходимы для начала оледенений. К сожалению, данных об этих длиннопериодных флуктуациях все еще недостаточно, чтобы доказать возможную связь с материковым оледенением, но исследования в этой области продолжаются.
Вторая гипотеза о внеземных причинах оледенения опирается на изменение положения Земли относительно Солнца по трем разным параметрам. Это 1) изменение эксцентриситета земной орбиты (с периодом 90 000 лет), 2) изменение угла между экватором и плоскостью вращения Земли вокруг Солнца (меняется от 21,5° до 24,5° за период около 40 000 лет) и 3) изменение ориентировки земной оси в пространстве (которое называется прецессией, или предварением равноденствий, с периодом 21 000 лет). Каждый из этих параметров имеет тенденцию изменять распределение солнечной энергии на поверхности Земли, и, действуя всегда совместно, они то усиливают, то гасят влияние друг друга. Время от времени зимы могут быть холодными, а летние периоды между ними - жаркими, или зимы - мягкими, а летние периоды - холодными. Хотя среднегодовые температуры остаются теми же самыми, считается, что холодное лето является критическим и позволяет снегу не растаять и просуществовать в течение всего года. Если снег накапливается, это приводит к формированию ледников, которые продвигаются вперед и вследствие того, что снег отражает солнечное тепло, еще больше охлаждают поверхность Земли. Согласно этой модели, эпохи оледенения заканчиваются, когда снова наступают холодные зимние и жаркие летние месяцы, что позволяет снегу растаять за лето. Жаркое лето заставляет ледяной покров быстро сокращаться.
С тех самых пор, как были высказаны предположения об астрономической природе причин оледенения, они подвергались широкой критике, но данные, полученные в последнее время с помощью глубоководного бурения, указывают на хорошее соответствие между астрономическими циклами и периодами продвижения и отступания ледников.
Причины оледенения все еще до конца не выяснены, но они вызывают большой интерес, поскольку судьба значительной части населения Земли зависит от климата. Мы живем в относительно благоприятный период развития нашей планеты. Но перспективу наступания ледников, которые покрыли бы большую часть плодородных обрабатываемых земель, нельзя назвать приятной. С другой стороны, если бы растаяли гигантские ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды, в океаны поступило бы так много воды, что многие из густонаселенных районов Земли оказались бы затопленными.
В обоих случаях великие ледниковые эпохи напоминают нам, насколько хрупок и преходящ наш мир.
Для того чтобы начался холодный ледниковый или теплый межледниковый период, требуется изменение климата с понижением или повышением температуры
всего на несколько градусов. Поэтому гипотезы, касающиеся причин оледенений, часто предусматривают слабые изменения климата на земном шаре, которые имеют либо земное, либо внеземное происхождение.
К земным относятся причины, уменьшающие количество солнечного тепла, которое достигает Земли, или вызывающие изменения в распределении тепла на ее поверхности.
Сначала предполагали, что похолодание климата на Земле связано с уменьшением прозрачности атмосферы при попадании в нее вулканического пепла. Известные из истории сильные вулканические извержения на короткое время вызывали похолодание во всем мире, что было обусловлено рассеиванием тонкого вулканического пепла в верхних слоях атмосферы. Частицы пепла поглощают солнечное излучение и отражают его назад во внеземное пространство, уменьшая количество солнечной энергии, достигающее Земли. Вообще-то эксплозивные извержения вулканов, происходящие в течение длительного времени на обширных площадах, могут вызвать такое похолодание климата на всей планете, что начнется оледенение. Однако большинство геологов, по-видимому, не считают, что вулканическая активность могла быть столь сильной; вместе с тем все соглашаются, что вулканизм может действовать как спусковой механизм, вызывающий начало оледенения, но главные причины наступания ледников нужно искать не здесь.
Уменьшение количества тепла, удерживаемого Землей, связано также с изменением содержания в атмосфере углекислого газа. Углекислый газ пропускает в атмосферу солнечное излучение с меньшей длиной волны, но замедляет потерю тепла. Благодаря углекислому газу климат на Земле становится теплее, и уменьшение его количества в атмосфере должно вызвать похолодание. Однако не доказано, что этих изменений было бы достаточно для того, чтобы вызвать ледниковую эпоху.
Изменения в распределении тепла на поверхности Земли связаны прежде всего с переменой направления океанских и воздушных течений. Эти течения переносят тепло от экватора к полюсам, и изменение схемы их распределения могло бы вызвать похолодание климата в приполярных районах и как следствие этого наступание ледников. Хотя данные об изменении течений в ледниковые периоды и имеются, создается впечатление, что эти изменения были скорее следствием, чем причиной оледенения. Кроме того, существующие данные скорее указывают на общее понижение температуры на Земле, а не просто на перераспределение тепла.
Сегодня большинство ученых обращаются к внезапным причинам оледенений. Последние связывают с вариациями солнечной активности или с известными изменениями положения Земли относительно Солнца: Хотя обе эти гипотезы не новы, последние астрономические и океанографические наблюдения, кажется, свидетельствуют в пользу обеих гипотез.
Раньше Солнце считали очень стабильной звездой. Его стабильность подтверждается геологическими данными о непрерывности геологической и биологической эволюции. Тем не менее известно, что на сравнительно коротких отрезках
времени Солнце изменчиво. В течение одиннадцатилетнего цикла солнечной активности, когда на Солнце меняется число пятен, колебания солнечного излучения достигают 4%. За последние три столетия астрономы отмечали и более длительные спокойные периоды, когда на Солнце не было видно никаких пятен. Еще более длиннопериодные флуктуации солнечной активности устанавливаются по изменению количества изотопа углерода 14С, образующегося в верхней части атмосферы под действием солнечных частиц. Измеренные вариации солнечной активности несильно отличаются от тех, которые, согласно оценкам, необходимы для начала оледенений. К сожалению, данных об этих длиннопериодных флуктуациях все еще недостаточно, чтобы доказать возможную связь с материковым оледенением, но исследования в этой области продолжаются.
Вторая гипотеза о внеземных причинах оледенения опирается на изменение положения Земли относительно Солнца по трем разным параметрам. Это 1) изменение эксцентриситета земной орбиты (с периодом 90 000 лет), 2) изменение угла между экватором и плоскостью вращения Земли вокруг Солнца (меняется от 21,5° до 24,5° за период около 40 000 лет) и 3) изменение ориентировки земной оси в пространстве (которое называется прецессией, или предварением равноденствий, с периодом 21 000 лет). Каждый из этих параметров имеет тенденцию изменять распределение солнечной энергии на поверхности Земли, и, действуя всегда совместно, они то усиливают, то гасят влияние друг друга. Время от времени зимы могут быть холодными, а летние периоды между ними - жаркими, или зимы - мягкими, а летние периоды - холодными. Хотя среднегодовые температуры остаются теми же самыми, считается, что холодное лето является критическим и позволяет снегу не растаять и просуществовать в течение всего года. Если снег накапливается, это приводит к формированию ледников, которые продвигаются вперед и вследствие того, что снег отражает солнечное тепло, еще больше охлаждают поверхность Земли. Согласно этой модели, эпохи оледенения заканчиваются, когда снова наступают холодные зимние и жаркие летние месяцы, что позволяет снегу растаять за лето. Жаркое лето заставляет ледяной покров быстро сокращаться.
С тех самых пор, как были высказаны предположения об астрономической природе причин оледенения, они подвергались широкой критике, но данные, полученные в последнее время с помощью глубоководного бурения, указывают на хорошее соответствие между астрономическими циклами и периодами продвижения и отступания ледников.
Причины оледенения все еще до конца не выяснены, но они вызывают большой интерес, поскольку судьба значительной части населения Земли зависит от климата. Мы живем в относительно благоприятный период развития нашей планеты. Но перспективу наступания ледников, которые покрыли бы большую часть плодородных обрабатываемых земель, нельзя назвать приятной. С другой стороны, если бы растаяли гигантские ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды, в океаны поступило бы так много воды, что многие из густонаселенных районов Земли оказались бы затопленными.
В обоих случаях великие ледниковые эпохи напоминают нам, насколько хрупок и преходящ наш мир.
Комментариев нет:
Отправить комментарий