Звідки взявся лід в Антарктиді?

Льоди Арктики і Антарктики зовсім не вічні. У наш час у зв’язку із наступом глобальним потеплінням, викликаним екологічною кризою теплового і хімічного забруднення атмосфери, могутні щити скутою морозом води підтають. Це загрожує великим лихом для величезної за площею території, що включає в себе ниці приморські землі різних країн, в першу чергу, європейських (наприклад, Голландії).

Але раз льодовиковий щит полюсів здатний зникнути, значить, він колись виник в процесі розвитку планети. «Білі шапки» з’явилися – дуже давно – в межах деякого обмеженого інтервалу геологічної історії Землі. Льодовики не можна вважати невід’ємною властивістю нашої планети як космічного тіла.

Всебічні (геофізичні, кліматологічні, гляціологічні і геологічні) дослідження південного материка і багатьох інших областей планети переконливо довели, що льодовий покрив Антарктиди виник порівняно недавно. Подібні висновки були зроблені і щодо Арктики.

По-перше, дані гляціології (науки про льодовики) свідчать про поступове наростання льодового покриву протягом останніх тисячоліть. Наприклад, льодовик, що покриває море Росса, всього 5000 років тому був куди менше але площі, ніж тепер. Передбачається, що тоді він займав лише половину від нинішньої покривається їм території. До сих пір, як вважають деякі фахівці, триває повільне намерзання цього велетенського льодового мови.

Буріння свердловин в товщі материкового льоду дало несподівані результати. Керни наочно показали, як намерзали чергові пласти льоду протягом останніх 10-15 тисячоліть. У різних шарах знайдені спори бактерій і рослинного пилку. Отже, льодовий шитий материка ріс і активно розвивався в період останніх тисячоліть. На цей процес впливали кліматичні і інші фактори, оскільки швидкість утворення шарів льоду різниться.

Деякі зі знайдених замороженими в товщі антарктичних льодів бактерій (віком до 12 тис. Років) вдалося оживити і вивчити під мікроскопом. Попутно було організовано дослідження бульбашок повітря, замурованого в цих величезних шарах замерзлої води. Роботи в цій галузі не завершені, але ясно, що в руках вчених виявилися свідоцтва про склад атмосфери в далекому минулому.

Геологічними дослідженнями підтверджено, що заледеніння – короткострокове природне явище. Найдавніше з відкритих вченими глобальних зледенінь сталося понад 2000 млн років тому. Потім ці колосальні катастрофи повторювалися досить часто. Ордовицького заледеніння доводиться на епоху, віддалену від нашого часу на 440 млн років. Під час цього кліматичного катаклізму загинуло безліч морських безхребетних. Інших тварин в той час ще не існувало. Вони з’явилися набагато пізніше, щоб стати жертвами чергових нападів замерзання, що охоплювали майже всі континенти.

Останнє заледеніння, судячи з усього, ще не закінчилося, але на час відступило. Велике відступ льодів відбулося близько 10 тис. Років тому. З тих пір потужні льодові панцири, що колись покривали Європу, значну частину Азії і Північну Америку, залишилися лише в Антарктиді, на арктичних островах і поверх вод Північного Льодовитого океану. Сучасне людство живе в період т.зв. межледниковья, який повинен буде змінитися новим наступом льодів. Якщо, звичайно, раніше вони не розтануть остаточно.

Геологи отримали масу цікавих фактів про саму Антарктиді. Великий білий материк, мабуть, колись був повністю вільний від льоду і відрізнявся рівним і теплим кліматом. 2 млн років тому на його узбережжях росли густі ліси, на зразок тайги. На відкритих від льоду просторах вдається систематично знаходити скам’янілості більш пізнього, среднетретічного часу – відбитки листя і гілочок древніх теплолюбних рослин.

Тоді, понад 10 млн років тому, не дивлячись на що почалося на континенті похолодання, тутешні простори займали великі гаї лаврів, каштанодуб, лавровішен, буків і інших субтропічних рослин. Можна припустити, що ці гаї населяли тварини, характерні для того часу – мастодонти, шаблезубі, гіппаріона і т.д. Але куди більш вражаючі найдавніші знахідки в Антарктиді.

У центральній частині Антарктиди знайдений, наприклад, скелет викопного ящера лістрозавра – недалеко від Південного полюса, в відслоненнях гірських порід. Велика рептилія двометрової довжини відрізнялася на рідкість страшним виглядом. Вік знахідки – 230 млн років.

Лістрозаври були, подібно до інших звероящеров, типовими представниками теплолюбивой фауни. Вони населяли спекотні болотисті низини, рясно зарослі рослинністю. Вчені виявили цілий пояс в геологічних відкладеннях Південної Африки, переповнений кістками цих тварин, який отримав назву Зони лістрозавров. Щось схоже було знайдено на південноамериканському континенті, а також в Індії. 

Космічна гіпотеза заснована на даних геологічних вишукувань і астрофізичних спостережень. При встановленні віку моренних та інших порід, завданих древніми льодовиками, з’ясувалося, що кліматичні катастрофи траплялися з суворою періодичністю. Земля замерзала в інтервал часу, немов спеціально для цього відведений. Кожне велике похолодання відокремлено від інших терміном, приблизно рівним 200 млн років. Значить, через кожні 200 млн років панування теплого клімату на планеті запановувала затяжна зима, утворювалися потужні льодові шапки. Кліматологи звернулися до матеріалів, накопиченим астрофізиками: з чим може бути пов’язано настільки неймовірно великий час між декількома ітераційним (регулярно проявляються) подіями в атмосфері і гідросфері космічного об’єкта? Можливо, з порівнянними за масштабом і часових рамок космічними подіями?

Розрахунки астрофізиків називають в якості такого події – оборот Сонця навколо галактичного ядра. Розміри Галактики надзвичайно великі. Діаметр цього космічного диска досягає розмірів приблизно в 1000 трлн км. Сонце знаходиться від галактичного ядра на відстані 300 трлн км, тому повний оборот нашої зірки навколо центру системи затягується на настільки колосальний відрізок часу. Мабуть, на своєму шляху Сонячна система перетинає якусь область в Галактиці, під впливом якої на Землі відбувається чергове похолодання.

Ця гіпотеза не прийнята в науковому світі, хоча багатьом здається переконливою. Однак фактами, на основі яких її можна було б довести або хоча б переконливо підтвердити, вчені не мають у своєму розпорядженні. Факти, що підтверджують галактичне вплив на миллионолетней коливання клімату планети відсутні, крім дивного збігу чисел нічого немає. Астрофізика ми не знайдено загадкова область в Галактиці, де Земля починає замерзати. Не вдалося знайти і той вид зовнішнього впливу, унаслідок якого може статися щось подібне. Хтось припускає зниження сонячної активності. Начебто «холодна зона» знизила інтенсивність потоку сонячного випромінювання, і в результаті Земля стала отримувати менше тепла. Але і це тільки припущення.

Прихильники оригінальної версії придумали назву для відбуваються в зоряній системі уявних процесів. Повний оборот Сонячної системи навколо галактичного ядра був названий галактичним роком, а невеликий інтервал, протягом якого Земля перебуває в неблагополучній «холодній зоні», – космічної взимку.

Деякі прихильники позаземного походження льодовиків шукають чинники зміни клімату не в далекій Галактиці, а всередині Сонячної системи. Вперше подібне припущення прозвучало в 1920 р, його автором був югославський вчений М. Миланкович. Він взяв до уваги нахил землі до площини екліптики і нахил власне екліптики до сонячної осі. На думку Миланковича, розгадку великих зледенінь належить шукати саме тут.

Справа в тому, що в залежності від цих нахилів найбезпосереднішим чином визначається кількість променевої енергії Сонця, що досягає земної поверхні. Зокрема різні широти отримують різні кількості променів. Мінливий з часом взаєморозташування осей Сонця і Землі обумовлює коливання в кількості сонячної радіації в різних районах планети і за певного збігу обставин призводить коливання в стадію зміни теплою і холодною фаз.

У 90-і рр. XX ст. ця гіпотеза була ретельно перевірена з використанням комп’ютерних моделей. Були враховані численні зовнішні впливи на розташування планети щодо Сонця – орбіта Землі повільно еволюціонувала під впливом гравітаційних полів сусідніх планет, траєкторія руху Землі поступово перетворювалася.

Французький геофізик А. Бергер зіставив отримані цифри з геологічними даними, з результатами радіоізотопного аналізу морських відкладень, що показує зміни температури протягом мільйонів років. Температурні коливання океанічних вод повністю збіглися з динамікою процесу перетворення земної орбіти. Отже, космічний фактор цілком міг спровокувати початок похолодання клімату і глобального заледеніння.

На даний момент не можна стверджувати, що гіпотеза Миланковича доведена. По-перше, вона вимагає додаткових довгострокових перевірок. По-друге, вчені схильні дотримуватися думки, що глобальні процеси не могли викликатися дією лише одного фактора, особливо, якщо він зовнішній. Найімовірніше, відбувалася синхронізація дії різних природних явищ, і вирішальна роль в цій сумі належала власним стихіям Землі.

Планетарно-кліматична гіпотеза відштовхується саме від цього положення. Планета – величезна кліматична машина, яка своїм обертанням направляє рух повітряних потоків, циклонів і тайфунів. Похиле положення по відношенню до площини екліптики обумовлює неоднорідний нагрів її поверхні. У певному сенсі сама планета є потужним пристроєм регулювання клімату. І її внутрішні сили – причини його метаморфози.

Рифтові долини численні на океанському дні, де кора дуже тонка і легко проривається під тиском конвекційних течій. У цих зонах вкрай висока вулканічна активність. Тут постійно виливається з надр мантійних речовина. Згідно планетарно-кліматичної гіпотезі, саме виливу магми грають вирішальну роль в коливальному процесі історичного перетворення режиму погоди.

Рифтові розломи на океанському дні в періоди найбільшої активності виділяють достатньо тепла, щоб викликати інтенсивне випаровування морської води. Від цього в атмосфері накопичується багато вологи, яка потім опадами випадає на поверхню Землі. У холодних широтах опади випадають у вигляді снігу. Але оскільки їх випадання дуже інтенсивно і кількість велике, то сніговий покрив стає більш потужним, ніж це відбувається зазвичай.

Снігова шапка тане вкрай повільно, протягом тривалого часу прихід опадів перевершує їх витрата – танення. В результаті вона починає рости і перетворюється в льодовик. Клімат на планеті також поступово змінюється, оскільки утворюється стійка область нетанучих льодів. Через якийсь час льодовик починає розширюватися, оскільки динамічна система нерівномірного приходу-витрати не може перебувати в рівновазі, і льоди збільшуються до неймовірних розмірів і сковують майже всю планету.

Однак максимум заледеніння стає одночасно і початком його деградації. Досягши критичної позначки, екстремуму, зростання льоду припиняється, зустрівши наполегливий опір інших природних факторів. Динаміка придбала зворотний характер, підйом змінився спадом. Втім, перемога «літа» над «взимку» настає не відразу. Спочатку починається затяжна «весна» на кілька тисячоліть. Це зміна коротких нападів заледеніння з теплими межледниковья.

Земна цивілізація сформувалася в епоху т.зв. голоценових межледниковья. Вона почалася близько 10000 років тому, а закінчиться, якщо вірити математичним моделям, в кінці III тис. Н.е., тобто близько 3000 р З цього моменту почнеться чергове похолодання, яке досягне апогею після 8000 р нашого літочислення.

Головним аргументом планетарно-кліматичної гіпотези є факт періодичної зміни тектонічної активності в рифтових долинах. Конвекційні струми в надрах Землі розбурхують земну кору з різною силою, це і призводить до існування таких епох. Геологи у своєму розпорядженні матеріали, переконливо доводять, що кліматичні коливання хронологічно пов’язані з періодами найбільшої тектонічної активності надр.

Відкладення гірських порід показують, що на чергове похолодання клімату припадають до часу значні пересування потужних блоків земної кори, які супроводжувалися появою нових розломів і бурхливим виділенням гарячої магми як з нових, так і зі старих Рифт. Втім, той же аргумент використовується прихильниками інших гіпотез для підтвердження своєї правоти.

Ці гіпотези можна розглядати як різновиди єдиної геофізичної гіпотези, оскільки вона спирається на дані про геофізики планети, а саме – цілком покладається в своїх викладках на палеогеографію і тектоніку. Тектоніка досліджує геологію і фізику процесу руху блоків кори, а палеогеография вивчає наслідки такого переміщення.

В результаті многомілліонолетніх зсувів колосальних мас твердого речовини на земній поверхні істотно змінювалися обриси континентів, а також рельєф. Те, що на суші знаходять потужні товщі морських наносів або донних мулів, прямо свідчить про зрушення блоків кори, що супроводжувалися її прогином або підняттям в даному регіоні. Наприклад, Підмосков’ї складено у великій кількості вапняками, багатими залишками морських лілій і коралів, а також глинистими породами, що містять перламутрові черепашки амонітів. З цього випливає, що територія Москви та її околиць як мінімум двічі заливалася морськими водами – 300 і 180 млн років тому.

Всякий раз внаслідок зсуву величезних блоків кори відбувалося або опускання, або підняття певного її ділянки. У разі опускання в межі материка вторгалися океанські води, відбувалося наступ морів, трансгресія. При піднятті моря відступали (регресія), поверхня суші росла, і нерідко на місці колишнього солоного басейну здіймалися гірські гряди.

Океан є найпотужнішим регулятором і навіть генератором клімату Землі через свою колосальної теплоємності і іншим унікальним фізико-хімічними властивостями. Цей водний резервуар управляє найважливішими повітряними потоками, складом повітря, режимом опадів і температури на великих площах суші. Природно, збільшення або зменшення площі його поверхні позначається на характері глобальних кліматичних процесів.

Посилання на основну публікацію