Глава II
Главные изменения природы Земли в плейстоцене
Особенности природной обстановки в плейстоцене, сложившиеся в ходе направленного развития природы в неогене, заключались в обширности и большой высоте суши; резкой дифференциации климата, ставшего очень холодным особенна в высоких и умеренных широтах, вплоть до появления областей с постоянными в течение года отрицательными температурами; в далеко продвинувшейся эволюции животного и растительного мира. Возникли новые географические пояса во внетропических пространствах, при этом природные условия внугритропического пространства изменились гораздо меньше (Марков, Величко, 1967).
Наиболее яркими событиями плейстоцена, явившимися следствиями вышеперечисленных изменений, стали покровные оледенения в умеренных широтах и появление Человека.
В плейстоцене на сушу северного полушария и океан в высоких широтах неоднократно распространялись ледниковые и ледовые покровы, которые со временем деградировали; затем оледенения возобновлялись. В южном полушарии ледниковый покров существовал непрерывно: ледяной панцирь Антарктиды как горное оледенение начал формироваться с олигоцена; антарктический покровный ледник вышел к океану предположительно миллионов лет назад. Несмотря на климатическую изменчивость в плейстоцене на Земле не было таких отрезков времени, когда ледниковые покровы исчезали бы полностью (Марков, Величко, 1967). Отрезки времени, когда ледниковые покровы занимали значительно большие территории, чем сейчас, назвали ледниковыми эпохами. Позднее, с развитием ледниковой теории, появились и другие термины.
Остановимся на главных положениях ледниковой теории в её развитии. Ледниковой теорией мы будем называть систему представлений об оледенениях новейшего времени (поздний кайнозой).
Первоначально гипотеза континентального оледенения возникла I ограниченных пределах Альп. В 1795 г. Дж. Гетгон высказал мысль о том, что в прошлом Альпы покрывались большими, чем ныне, массами льда, которые перенесли на значительное расстояние I горам Юра гранитные глыбы. В 1841 г. Ж. Шарпантье предложил концепцию материкового оледенения, разработав ее на примере Альпийского региона. Лишь спустя десятилетия она смогла «завоевать» равнины Европы и Северной Америки, преодолевая концепцию катастроф Ж. Кювье, которая выразилась в данном случае в идее о Всемирном потопе и в гипотезе намывного происхождения (дилювиального) скоплений валунов и другого крупно- обломочного материала на равнинах Европы и Северной Америки. Дальнейшее изучение условий залегания этого материала, отсутствие в нём слоистости, чередование с континентальными отложениями, полное отсутствие морской фауны позволило выделить среди континентальных отложений новый по генезису комплекс осадочных отложений ледниковый комплекс. Трудами учёных Л. Агассиса, Дж. Гейки, П. А. Кропоткина, Л. Торелля, jfc Шмидта. А. П. Павлова, К. Ф. Рулье, Г. Е. Щуровского и мно- пк других к 70-м годам XIX века была заложена основа леднико-вой теории - концепция материкового оледенения. Эта концепция IXX веке и до настоящего времени является основой ледниковой теории, однако вокруг вопроса о происхождении валунных отло- жний до сих пор не утихают споры. В соответствии с отличиями iтрактовке этого вопроса существуют две позиции: гляциолистическая и маринисткая. Маринисты, в отличие от гляциалистов полагают, что перенос валунного материала ледниками не доказан строго теоретическими расчётами и не имеет однозначного решения (Евдокимов, 2005). Дискуссии продолжаются.
В соответствии с концепцией материкового оледенения первоилально предполагалось, что в Европе было одно великое оледенение. Однако изучение разрезов ледниковых отложений показало, что моренные горизонты разделены явно межледниковыми толщами, содержащими неледниковые признаки. Так, А. Пенк в 18791885 г. г. выделил три оледенения в Альпах (миндельское, рисское и вюрмское), по разновозрастным моренным толщам. В 1888 г. А. П. Павлов обнаружил в бассейне р. Суры два горизонта корены, Н. Н. Боголюбов нашёл макроостатки теплолюбивой
растительности в слоях, разделяющих моренные толщи, Н И. Криштафович в 1890 г. под Москвой установил два горизонта валунных суглинков, разделённых озерными межледниковыми слоями (Марков и др., 1965). Таким образом, в конце Х1Х-начале XX вв. возникло учение о неоднократных и крупных климатических колебаниях, проявившихся в появлении и исчезновении покровных оледенений на равнинах Европы, то есть частью ледниковой теории стала концепция полигляциолизма.
Одновременно с утверждением концепции покровного оледенения накапливались сведения о неравномерности распространения древнего оледенения для Евразии. Так, И. Д. Черский отметил незначительную роль древнего оледенения в восточной Сибири; многие исследователи показывали различия в процессах развития между континентальными и горными оледенениями, в том числе их несинхронность. Так в конце XIX- начале XX вв. утвердилась концепция метахронности четвертичного оледенения на территории России, позднее получившая более общее значение в палеогеографии как концепция местных особенностей развития природы.
Следовательно, ледниковая теория опирается в своём развитии на три основных концепции: концепцию материкового оледенения, концепцию полигляциолизма и концепцию метахронности материкового оледенения, т. е. в более общем виде концепцию местных особенностей развития природы.
Ледниковые эпохи плейстоцена отличались от межледниковых тем, что расширялись ледниковые покровы на суше. В максимуме они превышали современные почти втрое, занимая 30% суши (45 млн км2). Ледовый покров океана превышал современный в полтора раза, занимая 4% площади океана или около 25 млн км2. В целом льдом было покрыто 14% поверхности планеты, то есть вдвое больше, чем теперь (Марков, Величко, 1967). Казалось бы, при этом большая часть поверхности Земли (около 85%) не представляла собой ледниковые пространства. Однако, несмотря на, казалось бы, небольшие отличия в площади покровных ледников, облик нашей планеты в ледниковые эпохи во многом отличался от её современного межледникового вида.
Континентальные оледенения, являясь результатом глобального похолодания, в свою очередь сами по себе изменяли коренным образом тепловой баланс земной поверхности. Во внетрогшче-
асом пространстве, примыкающем к покровным ледникам, происходило значительное похолодание. Наименьшие тепловые изменения происходили в отдалённых от центров оледенений тропических и экваториальных широтах, но и там в связи с глобальным похолоданием они были заметны.
Появление и деградация ледниковых покровов приводили к изменениям в планетарном водном балансе. Увеличение площади ледниковых покровов на материках и разрастание горных ледников до ледяных шапок приводило к тому, что объём воды в океанах сокращался и их уровень повсеместно понижался (гидрокра- тические или гляциоэвстатические колебания). Порядок величины этого изменения уровня МО в масштабах плейстоцена оценивается в 120-150 м ( Селиванов,1 996). Результатом такого понижения были изменения в циркуляции атмосферы и океаносферы, что в свою очередь дополнительно воздействовало на климат.
Повторяющиеся эпохи оледенения были сопряжены со значительными климатическими и географическими изменениями; в результате менялся растительный и животный мир и вся геогра-фическая зональность.
Для каждой ледниковой эпохи были присущи следующие события (Б. Джон, 1982),
1 Обширное распространение материковых ледниковых покровов в благоприятных для этого районах высоких и умеренных широт.
2. Обширное оледенение в высоких горах любых широт.
3. Образование шельфовых ледников в благоприятных обстановках в полярных широтах.
4. Увеличение распространения плавучих льдов в высоких широтах с движущимися льдинами и айсбергами на обширных пространствах Мирового океана (порядка многих миллионов квадратных километров).
5. Широкое развитие вечной мерзлоты во многих областях высоких и умеренных широт, где не было ледниковых покровов и небольших ледников.
4.6. Существенные изменения атмосферной циркуляции с увеличением температурных градиентов в умеренных широтах, ростом повторяемости штормов в океанах и иссушением внутренних частей маггернков в тропиках.
7. Изменения характера циркуляции океанических вод с блоки-рованием и отклонением течений вследствие разрастания ледниковых покровов.
8. Резкие колебания уровня океана с амплитудой в сотни метров, так как разрастание и разрушение ледниковых покровов периодически сопровождались изъятием и возвращением воды в Мировой океан.
9. Громадные изменения в положении и размерах растительных поясов с соответствующими крупными сдвигами в размещении животных.
Эти прямые и косвенные воздействия оледенения отличались колоссальными, иногда катастрофическими масштабами. Не случайно, хотя ледниковые эпохи в плейстоцене чередовались с межледниковыми, весь плейстоцен когда-то называли ледниковым периодом, а климатический режим плейстоцена называют ледниковым.
Плейстоцен является временем появления Человека и развития человеческого общества. Хотя появление ближайших предков Человека далеко выходит за пределы плейстоцена, формирование физического типа человека и последовательные этапы развития человеческого общества и его материальной культуры происходили в течение плейстоцена. Основная часть этого времени падает на эпоху древнекаменного века палеолита, и только последнее звено плейстоцена - голоцен - является временем мезолитических и неолитических культур. Таким образом, в плейстоцене уже возможно было воздействие человека на природную обстановку, но воздействие доисторического человека на природу было несоизмеримо меньшим, чем в настоящее время.
Изучение остатков обитания человека имеет большое значение не только для решения вопросов, связанных с выяснением закономерностей развития человеческого общества, но и непосредственно касаются изучения различных проблем палеогеографии плейстоцена. Стоянки древнего человека являются важными геологическими и палеогеографическими документами. Останки ископаемого человека и следы его деятельности каменные и костяные орудия, остатки жилищ, кости животных являются главными объектами, на основании изучения которых восстанавливается не только история человеческого общества, но особенности природной обстановки, в которой жил человек.
В плейстоцене продолжался общий процесс эволюции природы, присущий позднему кайнозою: развитие тектонических процессов, выражающихся в повышении высоты суши и появлении высочайших гор планеты; направленное похолодание; появление новой холодолюбивой флоры и фауны. Но в отличие от неогенового времени для плейстоцена характерны новые природные явления. Образовалась криосфера и возникли различные формы проявления ледовых процессов в виде континентальных ледников, формирования и расширения областей подземного и морского оледенения. Климатическая изменчивость в плейстоцене привела к частой сменяемости ледникового и межледникового режимов. Особым событием стало появление Человека и быстрое развитие его культуры. Деятельность Человека к концу плейстоцена стала фактором изменения естественных процессов в географической оболочке.