Леонид Серебрянный - Древнее оледенение и жизнь

• Название: Древнее оледенение и жизнь
• Автор: Леонид Серебрянный
• Издательство: Наука
• Жанр: Природа и животные
• Год: 1980

В центре внимания предлагаемой книги — новейшая история эволюции биосферы, охватывающая четвертичный период. Систематизация существующих представлений о природе этого периода, и в частности о покровных оледенениях, позволяет по-новому взглянуть на процессы развития органического мира. На примере наиболее изученного последнего оледенения Земли дана картина изменения природных зон в пространстве и времени.

---

Новейшие исследования помогли подробно проследить ход изменений полярности магнитного поля Земли и наметить довольно тесные зависимости между этими изменениями и вымиранием организмов. Синхронность подобных явлений показывает, что уменьшение полярности магнитного поля Земли перед сменой знака сопряжено с быстрым притоком космической радиации к поверхности Земли, соответственно возрастают темпы мутации, вызывающей вымирание старых и появление новых видов.

Комплекс данных по глубоководным осадкам океанов позволил выделить около 1,8 млн. лет назад начало крупного планетарного похолодания, сопоставляемого с нижней границей четвертичного периода. В это время усилилась миграция североатлантической фауны в Средиземное море, средняя температура поверхностных вод там понизилась до 20° (в настоящее время 25 — 26° С). Раннечетвертичное похолодание открыло эпоху часто повторявшихся на фоне общего ухудшения климата температурных колебаний. Амплитуда этих колебаний последовательно увеличивалась, и к началу плейстоцена (около 700 тыс. лет назад) холодные интервалы проявились особенно резко. Это послужило мощным стимулом развития материковых оледенений не только в полярных, но и в умеренных широтах.

СКОЛЬКО ОЛЕДЕНЕНИЙ БЫЛО В ЧЕТВЕРТИЧНОМ ПЕРИОДЕ?

Концепция множественности оледенений давно завоевала широкое признание, однако вопрос о числе оледенений все еще остается дискуссионным. Долгое время считали, что в четвертичном периоде было не менее четырех крупных покровных оледенений, оставивших следы в рельефе и отложениях материков умеренной зоны северного полушария. С известной долей условности число оледенений иногда доводили до пяти.

Такая позиция основывалась на популярной модели оледенения Альп, разработанной в начале нынешнего столетия А. Пенком и Э. Брюкнером. В основу этой модели были положены материалы изучения рельефа альпийских предгорий, где широко распространены террасы, сложенные водно-ледниковыми галечниками. Каждый террасовый уровень прислонен к определенным конечным моренам, фиксирующим стационарное положение концов ледников во время одного и того же наступания. Таким путем четыре основные террасы были сопоставлены с четырьмя оледенениями; гюнц, миндель, рисс и вюрм.

Если во время оледенений происходила аккумуляция галечников, принесенных потоками талых ледниковых вод, то межледниковьям отвечали промежуточные интервалы врезания рек. Для обоснования альпийской модели привлекались, хотя и в весьма ограниченном объеме, материалы изучения межледниковых озерно-болотных осадков, преимущественно рисс-вюрмского возраста. Принципиально это мало повлияло на общую геоморфологическую ориентацию альпийской модели оледенения, которая оказала большое влияние на исследователей древнего горного оледенения.

Во всяком случае, названия альпийских оледенений и межледниковий широко применяются во многих горных странах, в том числе находящихся далеко за пределами Альп. Причина тут кроется в естественном желании исследователей располагать единым планетарным эталоном, с которым можно было бы сравнивать данные, полученные в разных районах.

В последние годы альпийская модель была усовершенствована в связи с выявлением в горах Центральной Европы в раннечетвертичное время еще двух древних оледенений — дунай и бибер. Несмотря на это усложнение, суть модели мало изменилась. Отдельные ее компоненты характеризуют формы рельефа, а не конкретные интервалы времени. Например, установлено, что накопление осадков вюрмской террасы происходило в течение длительного периода, включавшего два оледенения и два межледниковья. Врез, определивший обособление этой террасы, был обусловлен тектоникой, а не эрозией.

Другие схемы четвертичной истории в большей степени строились на учете характера самих отложений и условий их залегания. Еще в конце XIX в. гряды конечных морен на Среднеевропейской и Русской равнинах связывались с конкретными горизонтами ледниковых отложений. Особое внимание обращалось на находки межморенных морских и континентальных осадков. При исследовании их применялись методы микропалеонтологии, включая спорово-пыльцевой и диатомовый анализы, а при изучении самих морен — различные литологические методы (определение гранулометрического и минерального состава мелкозема, замеры ориентировки удлиненных обломков, анализ петрографического состава валунов и т. д.). В итоге проведенных работ удалось обосновать выделение нескольких крупных эпох материковых оледенений.

Таблица 2

Принципиальная схема сопоставления основных четвертичных оледенений

Альпы Среднеевропейская равнина (по П. Вольдштедту) Русская равнина (по И. П. Герасимову и К. К. Маркову) Северная Америка (по Р. Флинту) Вюрм Вислинское оледенение Валдайское оледенение Висконсинское оледенение Вартинская стадия Московская стадия Рисс Заальское оледенение Днепровское оледенение Иллинойское оледенение Миндель Эльстерское оледенение Окское оледенение Канзасское оледенение Гюнц Небраскское оледенение

Сопосnавление данных эпох в разных частях Европы показано в табл. 2. Следует сказать, что эта корреляция отражает лишь самые общепринятые закономерности. На самом деле существует очень много схем, сильно различающихся между собой в пределах не только одних и тех же стран, но и районов. Авторы некоторых схем стремились увеличить число древних оледенений, отвечающих гюнцскому, дунайскому и биберскому в Альпах. На других схемах оледенения, показанные в табл. 2, подразделяются на ряд самостоятельных.

Причины указанных расхождений во многом объясняются прерывистым залеганием толщи четвертичных отложений с частым выпадением отдельных горизонтов. Находки межледниковых слоев между двумя моренами встречаются довольно редко, и во многих случаях приходится полагаться на далеко не полную информацию. К этому надо добавить, что и результаты аналитических исследований не всегда бывают однозначными. Даже материалы спорово-пыльцевого анализа, которые очень часто используют как основу при датировании межледниковых отложений, не составляют в этом отношении исключения. Нередко на спорово-пыльцевых диаграммах отражается лишь небольшая и малопоказательная часть межледниковья. Могут быть и такие случаи, когда несколько разновозрастных межледниковых горизонтов обладают сходными спорово-пыльцевыми характеристиками.

В результате изучения состава и строения североамериканских моренных горизонтов и развитых на них ископаемых почв Г. Чемберленом и Ф. Левереттом была разработана модель с четырьмя оледенениями, напоминающая альпийскую. Но за последние годы она подверглась значительной модификации, особенно в связи с привлечением материалов спорово-пыльцевого анализа. Однако существенную роль в схеме играют погребенные почвы. Основным репером служит палеопочва сангамонского межледниковья — вероятного аналога европейского рисс-вюрма.

Лучше всего в Северной Америке изучена самая молодая висконсинская ледниковая эпоха. Оледенение в ту пору достигло гораздо меньшего распространения, чем в предыдущую эпоху — иллинойскую. В штате Иллинойс во время висконсинской эпохи образовалось семь моренных горизонтов, что свидетельствует о неоднократных колебаниях ледникового покрова. Американские исследователи считают, что в висконсинское время было по крайней мере два крупных этапа активизации оледенения, разделявшихся фармдейлским потеплением, которому отвечает самостоятельный горизонт погребенных почв. Сложно развивалось, вероятно, оледенение на территории Северной Америки и во время более древних эпох.

Проблема сопоставления горных и равнинных оледенений вызвала серьезные дискуссии. Среди исследователей высказывались мнения как в пользу параллелизации оледенений Русской равнины с альпийскими, так и против таковой. Несомненным представляется тот факт, что влияние классической альпийской схемы в нынешних условиях стало сдерживать развитие полигляциалистической концепции. На равнинах Европы схемы расчленения четвертичных отложений все более усложняются, а попытки ввести большее число самостоятельных оледенений встречают отрицательную реакцию, и потому приходится осуществлять привязку не к альпийским оледенениям в целом, а к их стадиям, хотя, строго говоря, далеко не всегда подобные корреляции глубоко обосновываются.

Возьмем в качестве примера наиболее простую стратиграфическую схему, предложенную для Среднеевропейской равнины. Она сводится к выделению трех самостоятельных оледенений: эльстерского, заальского и вислинского. Для современных исследователей сопоставление вислинского оледенения с альпийским вюрмом не вызывает особых возражений; корреляция рисса и минделя соответственно с заале и эльстером представляется лишь вероятной, а поиск аналога гюнца на севере Европы весьма проблематичен. Для европейской части СССР степень надежности подобных сравнений тоже резко убывает с нарастанием геологического возраста.