Природные условия

При характеристике природных условий четвертичного периода важное значение имеют два фактора. Это периодическое наступление ледниковых эпох и сменяющих их межледниковий. В течение четвертичного периода обширное материковое оледенение периодически охватывало Се­верное полушарие. Центрами оледенений стали Балтийский и Канадский щиты, которые полнос­тью перекрывались почти трехкилометровой толщей льда. Гигантский ледниковый купол, покры­вавший высокие и средние широты, вобрал в себя огромный объем воды морей и океанов, что привело к резкому понижению уровня Мирового океана. Наиболее сильная регрессия произошла во время максимального оледенения (ранний рисе = днепровское = самаровское), когда осушались огромные площади шельфов, а острова Северного Ледовитого океана примкнули к материку. На месте Северного, Баренцева и частично Карского морей возникла суша, покрытая ледником. Бри­тания присоединилась к материку. Между Евразией и Северной Америкой возникла суша Берин-гия, благодаря которой животные могли мигрировать с одного материка на другой. Сахалин при­соединился к Азиатскому материку. Значительные изменения произошли и в других районах. Уве-

дичилась площадь островов в Средиземном море. Сильно уменьшилось в размерах Черное море, ставшее замкнутым бассейном. Азовское море исчезло, а Босфор и Дарданеллы стали сухопутны­ми мостами между Малой Азией и Балканами. Огромные ледниковые покровы доходили до 50° с.ш. в Европе и до 40° с.ш. в Северной Америке. Горные области покрылись ледниками, мно­гие из которых достигали равнин. Ледниковым панцирем оказались покрыты Альпы, Карпаты, Кавказ, Тянь-Шань, Алтай, Урал, Гималаи, а также другие горные хребты и массивы. Следы оле­денений обнаружены и в Южном полушарии. Ледниковый щит Антарктиды был, по крайней мере, в два раза больше, чем в современную эпоху. Покровного оледенения на других материках не было. Только горные массивы Южной Америки, юга Азии, юга Африки и Австралии покрыва­лись льдами.

Ледниковые и межледниковые отложения изучаются уже более 150 лет, хорошо известны их строение и распространенность, но до сих пор окончательно не ясен вопрос о причинах возникно­вения оледенений, неизвестно и число ледниковых эпох. Пока точно не установлено, были ли од­новременными или разновременными ледниковые эпохи Северного и Южного полушарий.

В Европе центрами оледенения были Скандинавские горы и Альпы. Самый крупный Сканди­навский центр оледенения сыграл большую роль в формировании современного рельефа и накоп­лении разнообразных в генетическом отношении четвертичных отложений на территории Евро­пы. В Альпах установлено пять эпох оледенения: дунай, гюнц, миндель, рисе и вюрм. Эти назва>-ния легли в основу западно-европейской стратиграфической шкалы четвертичной системы, кото­рая была предложена в 1909 г. А.Пенком и Э.Брюкнером.

Наступившим из Скандинавии ледником была покрыта огромная площадь низменностей и возвышенностей Европы. На Восточно-Европейской равнине выявлены морены всех крупных оледенений. В раннем неоплейстоцене здесь выделены морозовское и окское оледенения, прибли­зительно соответствующие гюнцекому и миндельскому оледенениям Западной Европы. Средне-плейстоценовое и неоплейстоценовое оледенения - днепровское и валдайское - примерно соот­ветствуют рисскому и вюрмскому оледенениям Альп;

Граница окского ледникового покрова проходила от устья р.Камы до юга современной Бело­руссии. В это же время в Западной Европе ледники распространялись до подножия Карпат и Су­дет, а отдельные языки ледников достигали нынешних Чехии и Словакии.

Наиболее мощным было средненеоплейстоценовое оледенение, в котором выделены две ста­дии - днепровская и московская. Во время максимального оледенения льды покрывали северную часть Восточно-Европейской равнины и двумя крупными языками - днепровским и Волгодонским - достигали широты современных городов Днепропетровска и Волгограда. В это же время на за­паде Европы ледник покрывал Британские острова, спускался южнее нынешних Берлина и Вар­шавы. На северо-востоке ледники покрывали Тиманский кряж и соединялись с ледниками, насту-

павшими с Новой Земли и Полярного Урала.

Размеры московского ледника были значительно меньшими. Граница его проходила от юж­ной части Белоруссии до современной Москвы, охватывала Южный Тиман и продолжалась на се­веро-восток.

Новая волна холода достигла своего пика около 20 тыс. лет назад. Хотя валдайское оледене­ние занимало наименьшую площадь, климат этого времени был, возможно, самым холодным. На северо-западе Восточно-Европейской равнины имеются несколько слоев морен валдайского оле­денения, разделенных толщами, сформированными в межледниковье. Это свидетельствует о нео­днократных сменах холодных условий потоплениями. Ледники таяли и отступали.

В периоды крупных эпох межледниковий тундровые и таежные ландшафты перемещались к северу (рис. 76, цв. вкл.), и в это время в Европе устанавливался теплый климат, благоприятствую­ щий развитию на месте растаявших ледников лиственных лесов. Потепления охватывали и вне- ледниковые области, располагавшиеся южнее. "

После последнего оледенения, максимум которого пришелся на время в 20 тыс. лет назад, на­ступило потепление. В течение нескольких тысячелетий ледниковый покров в Европе распался. Его остатки в Скандинавии полностью исчезли около 10 тыс. лет назад. Отступание льда сопро­вождалось скапливанием талой воды у края ледника, сток которой к югу был затруднен существо­вавшими возвышенностями и скоплениями конечных морен. Вдоль края тающего ледника возник­ли обширные приледниковые озера, в которых отлагались ленточные глины. Ныне на равнинах Европы широкое распространение имеют флювиогляциальные отложения и такие формы ледни­кового рельефа, как друмлины, камы и озы. Освободившиеся от ледника впадины стали запол­няться водой. Началось формирование Балтийского моря, которое последовательно в зависимости от времени называется Иолдиевым, Анцилловым, Литориновым (по характерным моллюскам, его населявшим), Древнебалтийским. На берегах Балтийского моря и многочисленных озер в Европе стали расти леса.

Территория Азии подверглась меньшему, чем в Европе, оледенению. Это было связано с тем, что для образования ледниковых покровов было недостаточно влаги, хотя температурные показа­тели в Сибири были близки европейским. Ледники, покрывавшие северную часть Западно-Сибир­ской равнины имели значительно меньшую мощность, чем в Восточной Сибири. Большинство ис­следователей выделяют в Сибири четыре разновозрастных горизонта ледниковых отложений, раз­деленных межледниковыми толщами.

Время максимального оледенения в Сибири, так же как и в Европе, приходится на средний неоплейстоцен. Наряду с покровным оледенением обширные территории Азии были охвачены горным и подземным (многолетняя мерзлота) оледенениями. Крупные территории, покрытые гор-но-долинными ледниками, располагались на северо-востоке России, в Алтае-Саянской области, Тянь-Шане, ТибетскоТималайской области и в Забайкалье.

Подземное оледенение охватывало северную и центральную части Азии и распространялось в Европу вплоть до Великобритании. В то время как в Европе многолетняя мерзлота исчезла в го-лоцене, в Сибири она сохранилась до настоящего времени. Это связано с тем, что в Северо-Вос­точной Азии д,о настоящего времени господствует холодный арктический воздух и за короткое лето мерзлота хотя и вытаивает, но снова быстро увеличивается во время суровых зим. ннзаролее 60 % территории Северной Америки было охвачено в четвертичном периоде покров­ным оледенением. Ледниковый покров состоял из четырех громадных ледников, которые во время ледниковых эпох соединялись, а в период межледниковий разобщались. Это были Гренландский, Лабрадорский, Кьюэтинский и Кордильерский ледники. Южная граница ледников проходила юж­нее Великих озер, а северо-западная оконечность материка в значительной степени была свобод­ной от льда. Согласно современным представлениям, в Северной Америке было несколько оледе­нений. Одни исследователи считают, что их было четыре, другие - шесть.

Большое влияние на формирование современного рельефа севера Северо-Американского ма-терика оказало последнее, висконсинское оледенение. Следы более ранних оледенений - небрас-ского, канзасского и максимального иллинойского также сохранились в ряде мест.

Оледенению подверглись горные области Южной Америки, Африки и Австралии. В периоды похолоданий снеговая линия опускалась на несколько сотен метров ниже современной. В ряде мест, например в Новой Зеландии, ледники спускались на приморские низменности. В Южной Америке оледенение охватило Анды. Появились ледники в горах Атласа в Африке. В горах, рас­положенных в экваториальной части Африки и Южной Америки, снеговая линия опускалась по­чти на 300 м ниже, чем в настоящее время.

Несмотря на то, что похолодание, охватившее Землю в четвертичном периоде, было значи­тельным, все-таки более 2/3 поверхности суши даже во время максимального оледенения было лишено ледникового покрова. Огромная территория, расположенная в пределах современного умеренного, субтропического и тропического поясов, испытывала воздействие неоднократных

смен климата. Граница между климатическими поясами то мигрировала к полюсам во время по­теплений, то отступала к экватору.

Наибольшее влияние изменений климата сказалось на экстрагляциальных областях, располо­женных в Северном полушарии к югу от ледниковых покровов. В этой зоне во время оледенений формировались лёссы и лёссовидные породы, а в межледниковые эпохи - почвенные горизонты. В долинах рек, водообильность которых сильно менялась, формировались разнообразные аллюви­альные толщи.

В течение четвертичного периода в области современных субтропиков в зависимости от раз­вития ледникового покрова менялась увлажненность. Во время оледенений, когда границы клима­тических поясов смещались к югу, во внеледниковых областях наступали влажные плювиальные условия, а в межледниковья климатическая зональность напоминала современную.

Широким распространением в плювиальных поясах пользовались озерные осадки. Многие древние озера сохранились до наших дней. Размеры озер и их глубина в четвертичном периоде сильно менялись. Изменялся характер осадконакопления и состав осадков. В настоящее время подробно изучена четвертичная история крупных озер. Известно, что во время плювиальных эпох их уровень намного превышал современный. Например, современный уровень Мертвого моря на 400 м ниже уровня Мирового океана, а во время плювиальных эпох его уровень несколько превы­шал уровень Мирового океана.

Неоднократно менялся уровень Каспия. В периоды наибольших трансгрессий его площадь увеличивалась вдвое по сравнению с современной, а уровень повышался на 100 м. В неоплейсто­цене Каспийское море представляло гигантское озеро, на которое не оказывал никакого воздей­ствия Мировой океан.

ПоКрОВНОе Оледенение В четвертичном периоде оказывало определенное влияние на развитие

океанов. Резкое усиление термических контрастов между холодными и умеренными зонами, с од­ной стороны, и экваториальной областью - с другой, периодическое расширение и сокращение площадей С ХОЛОДНЫМ климатом вызвали значительное усиление циркуляции атмосферы и гидро­сферы. Резко усиливаются ветры и связанный с ними эоловый перенос взвеси. Более интенсивны­ми становятся поверхностные течения, интенсифицируется система вертикальной циркуляции вод. Усиливавшийся приток холодных вод из районов оледенения повлек за собой возникновение условий размыва и переотложения океанских осадков. Усиление вертикальной циркуляции спо­собствовало еще большей концентрации биогенной седиментации. Возросли объемы карбонато-накопления в экваториальном поясе и кремненакопления в Северном и Южном полушариях.

Многократное изменение масштабов оледенения привело к весьма значительным колебаниям уровня океана со снижением на 150 м во время максимального оледенения и соответствующим : подъемом во время таяния ледников. Первое вызвало снижение базиса эрозии, следовательно, усилило денудацию материков и увеличило объемы терригенных образований. Максимальная по­ставка терригенного материала дополнялась поставкой большого количества биогенного материа­ла. Суммарная скорость седиментации в плиоцен-четвертичное время в 10 раз превысила палеоце­новую или олигоценовую и в 2-3 раза была больше эоценовой.

Несмотря на суровость климата, в четвертичном периоде отсутствуют явные признаки кризи­сов морской биоты. Условия среды оказывали лишь небольшое влияние на планктонную биоту. События четвертичного периода не привели к появлению принципиально новых условий, а скорее вызвали лишь смещение границ между водными массами.

В течение четвертичного периода имели место значительные перемещения глубин компенса­ции карбонатонакопления, которые были связаны с колебаниями уровня океана во время леднико­вых и межледниковых эпох. Были обнаружены отчетливые изменения содержания карбоната кальция в колонках четвертичных осадков из глубоководных зон экваториальных областей Тихого океана. Стадии с высоким и низким содержанием СаСО₃ чередуются, и эта цикличность проявля-

ется также в изменении концентрации таких компонентов осадка, как раковины планктонных и бентосных фораминифер, скелеты радиолярий и панцири диатомей. Отложения, сформированные во время оледенений, характеризуются более высоким содержанием СаСО₃, а межледниковые -более низким. Это дало основание считать, что в Тихом океане термины "ледниковье" и "межлед-никовье" могут заменяться терминами "высококарбонатные" и "низкокарбонатные" эпизоды. Одни исследователи считают, что различия в содержании карбоната кальция объясняются увели­чением продуктивности известковых организмов в ледниковые эпохи, а другие причину карбонат­ных циклов видят в изменении степени растворения карбонатов. Глубина компенсации карбонато-накопления поднималась в межледниковья и опускалась во время оледенений. Эта закономер­ность, выявленная в Тихом океане, не нашла подтверждения в Атлантике. Здесь было установле­но, что растворение карбонатов усиливалось в ледниковые эпохи, а в межледниковые - ослабева­ло. Это, вероятно, связано с усилением растворения за счет активности придонных вод в экватори­альной Атлантике в ледниковые эпохи, а не с колебаниями климата.

В заключение необходимо отметить, что в течение четвертичного периода на Земле произош­ли значительные палеогеографические изменения. Установлено несколько ледниковых эпох и эпи­зодов, каждый из которых был связан с развитием обширных ледников в высоких и средних ши­ротах Северного полушария. Эти эпизоды вызывали резкие изменения в биогеографическом и экологическом развитии наземных и морских организмов. Понижение уровня Мирового океана и ледниковая эрозия обусловили интенсивный вынос терригенного материала в глубоководные час­ти океанских бассейнов. Происходили значительные колебания биопродуктивности океана. Меня­лись скорости поступления биогенных осадков на дно, а также интенсивность растворения карбо­натов с глубиной. Усиление ветров вызвало увеличение скорости накопления абиогенных пелаги­ческих осадков, часть из которых выносилась в океан из аридных и семиаридных континенталь­ных областей.