Причины оледенений, оледенения в истории Земли

Позднедевонский ледниковый период

Ледниковые отложения  этого периода обнаружены на территории современной Бразилии. Ледниковая область  простиралась от современного устья  р. Амазонки к восточному побережью  Бразилии, захватывая район Нигера в Африке. В Африке в Северном Нигере залегают тиллиты (ледниковые отложения), которые сопоставимы с бразильскими. В целом ледниковые области протягивались от границы Перу с Бразилией к северному Нигеру, диаметр района более 5000 км. Южный полюс в позднем девоне, по реконструкции П. Мореля и Э. Ирвинга, находился в центре Гондваны в Центральной Африке. Ледниковые бассейны расположены на приокеанической окраине палеоконтинента в основном в высоких широтах (не севернее 65-й параллели). Судя по тогдашнему высокоширотному континентальному положению Африки, можно предположить возможное повсеместное развитие мерзлых пород на этом континенте и, кроме того, на северо-западе Южной Америки.

Каменноугольно-пермский ледниковый период

Свое распространение  получил на территории современной  Европы, Азии. В течение карбона происходило постепенное похолодание климата, достигшее кульминации около 300 млн. лет назад. Этому способствовало сосредоточение большей части континентов в южном полушарии и образование суперконтинента Гондвана, формирование крупных горных цепей и изменение океанических течений. В карбоне – перми на большей части Гондваны существовали ледниковые и перигляциальные условия.

Центр континентального ледникового покрова Центральной  Африки располагался около Замбези, откуда лед тек радиально в несколько африканских бассейнов и распространялся на Мадагаскар, Южную Африку и частично в Южную Америку. При радиусе ледникового покрова примерно 1750 км, по расчетам, толщина льда могла быть до 4 – 4,5 км. В южном полушарии в конце карбона–ранней перми произошло общее воздымание Гондваны и покровное оледенение распространилось на большую часть этого суперконтинента. Каменно - угольно-пермский ледниковый период длился по крайней мере 100 млн. лет, однако не было единой большой ледниковой шапки. Пик ледникового периода, когда ледниковые покровы распространялись далеко к северу (до 30° – 35°ю.ш.), длился около 40 млн. лет (между 310 – 270 млн. лет назад). По расчетам, области оледенения Гондваны занимали площадь не менее 35 млн. км² (возможно, и 50 млн. км²), что в 2 – 3 раза превышает площадь современной Антарктиды. Ледниковые покровы достигали 30° – 35°ю.ш. Основным центром оледенения являлся район Охотского моря, который, по-видимому, находился около Северного полюса.

3. Кайнозойская ледниковая эра.

Кайнозойская ледниковая эра (30 млн. лет назад — настоящее  время) — недавно начавшаяся ледниковая эра.

Настоящее время —  голоцен, начавшийся ≈ 10000 лет назад, характеризуется как относительно тёплый промежуток после плейстоценового  ледникового периода, часто квалифицируемый как межледниковье. Ледниковые щиты существуют в высоких широтах северного (Гренландия) и южного (Антарктида) полушарий; при этом в северном полушарии покровное оледенение Гренландии простирается на юг до 60° северной широты (т. е., до широты Санкт-Петербурга), фрагментов морского ледового покрова — до 46—43° северной широты (т. е. до широты Крыма), а вечной мерзлоты до 52—47° северной широты. В южном полушарии континентальная часть Антарктиды покрыта ледниковым щитом мощностью 2500—2800 м (до 4800 м в некоторых районах Восточной Антарктиды), при этом шельфовые ледники составляют ≈10 % от площади континента, возвышающейся над уровнем моря. В кайнозойской ледниковой эре наиболее сильным является плейстоценовый ледниковый период: понижение температуры привело к оледенению Северного Ледовитого океана и северных областей Атлантики и Тихого океана, при этом граница оледенения проходила на 1500—1700 км южнее современной.

Геологи подразделяют кайнозой на два периода: третичный (65 - 2 млн. лет назад) и четвертичный (2 млн. лет назад - наше время), которые в свою очередь разбиваются на эпохи. Из них первый гораздо продолжительней второго, зато второй - четвертичный - имеет ряд уникальных черт; это время ледниковых периодов и окончательного формирования современного лика Земли.

4. Следы древних оледенений (тиллиты)

Тиллиты  — древние морены, представляющие собой грубообломочные, неотсортированные осадочные образования, подвергшиеся уплотнению, а иногда и метаморфизму. Доказательствами ледникового происхождения тиллитов служат: широкий спектр вещественного и гранулометрического составов, слабая сортировка компонентов, разнообразная степень окатанности и округлённости, присутствие валунов в форме утюга, гляциодислокации, штрихованные грани обломков, отполированные поверхности со штрихами и бороздами, наличие т.н. варвитов (тонкополосчатых пород), переход от грубообломочных пород к ледниковым морским отложениям.  
 
Различают тиллиты морские (т.н. акватиллиты), образовавшиеся в результате ледового разноса и отложения в море, и континентальные, состав которых отражает подстилающие движущийся ледник материнской породы (что позволяет установить область сноса и направление движения ледника).  
 
Тиллиты — свидетели древних оледенений; они известны с раннего протерозоя и очень широко распространены в отложениях позднего протерозоя почти всех континентов. Их горизонты встречены среди верхнерифейских толщ Восточно-Европейской платформы, в позднепротерозойских отложениях Тянь-Шаня и Среднего Урала, Северо-Западного и Южного Китая, Австралии и Африки, Скандинавии и Южной Америки. Известны также ледниковые образования в верхнем ордовике Африки, в верхнем карбоне и перми Южных материков. Мощность тиллитов достигает десятков и сотен метров. Тиллиты широко используются для решения задач стратиграфии, палеогеографии (палеоклиматологии), а также для прогнозирования месторождений ряда полезных ископаемых (например, железных руд).

Тиллитами геологи называют обломочные горные породы, сильно уплотненные, иногда метаморфизированные (перекристаллизовавшиеся), с включениями крупных и мелких валунов. «Настоящие» тиллиты отличаются от других, похожих на них пород  главным образом тем, что в них встречаются валуны, имеющие «ледниковую штриховку» или утюгообразную форму, и валуны «чуждых» пород (такие, каких нет в непосредственной близости от места залегания тиллитов). Довольно часто тиллиты лежат на так называемых ледниковых мостовых — коренных породах, покрытых штриховкой, образовавшейся при движении ледников. По всем этим признакам тиллиты стали считать образованиями древних, дочетвертичных ледниковых эпох. Такая точка зрения была общепринятой многие десятилетия и давала основание каждому геологу; который находил где-либо подобные образования, утверждать без особых доказательств, что в данном районе обнаружены следы древнего оледенения. В результате получилось, что «следы оледенения» нашли на всем земном шаре, даже на экваторе. Г. Ф. Лунгерсгаузен, ученый, который долгие годы занимался тем, что пытался определить и доказать периодичность великих оледенений на Земле, писал: «Насколько позволяют судить факты, относящиеся к древнейшим, дочетвертичным оледенениям, продолжительность ледниковых эпох измерялась миллионами лет, достигая в отдельных случаях десяти миллионов, быть может, даже больше». Поздний протерозой, по мнению Лунгерсгаузена, «...был отмечен оледенением мирового масштаба, даже более широкого, нежели пермокарбоновое оледенение эпохи Двайка», а последнее оледенение, которое чаще называют гондванским, якобы охватывало чуть ли не все южное полушарие Земли. Проанализировав расположение тиллитов в наиболее древних архейских слоистых толщах Африки, другой ученый, А. Дю Тойт, пришел к выводу, что 2—3 миллиарда лет назад продолжительные «ледниковые антракты» в Африке были «весьма закономерным явлением». Однако есть и такие работы, в которых оспаривается ледниковое происхождение многих тиллитов. Так, академик Д. В. Наливкин и некоторые другие геологи отмечали, что иногда за «ледниковые» отложения, по-видимому, принимались накопления древних селевых (грязе-каменных) горных потоков или ископаемые образования обвалов в предгорных областях. Было высказано предположение (В. Н. Григорьев, М. А. Семихатов, И. В. Хворова, Б. М. Келлер), что ряд тиллитов скорее всего следует считать продуктом подводных оползней и т. д. Ученые взяли под сомнение «ледниковое происхождение» даже тех тиллитов, которые лежат на ледниковых мостовых. По поводу одной из таких «мостовых» академик Наливкин писал, и не где-нибудь, а в учебном пособии, что отшлифованная поверхность, которую нередко считают отшлифованным ложем ледника, на самом деле может быть плоскостью скольжения по тектоническому разрыву. Однако то, что главная масса тиллитов на Земле образовалась в процессе древних оледенений, сомнений и споров не вызывало. Если считать тиллиты ледниковыми образованиями и, судя по их распространенности, делать вывод о том, какие территории были покрыты ледником, то получается, что в прошлые эпохи и особенно в докембрии (три—два с половиной миллиарда лет назад) оледенения возникали без какой-либо закономерности и покрывали Землю от полюсов до экватора.

5.  Четвертичные оледенения на территории России и Европы.

Четвертичное оледенение — оледенение в четвертичном периоде, вызванное понижением температуры, начавшимся еще в конце неогенового периода. В горах Европы, Азии, Америки начали увеличиваться ледники, стекавшие на равнины, на Скандинавском полуострове образовалась постепенно расширявшаяся ледяная шапка, наступавшие льды оттесняли обитавших там животных и растения к югу.

От более древних периодов четвертичный отличается рядом особенностей. Во-первых, необычайно малой длительностью периода — 1,65 млн. лет — по сравнению с более древними, что, впрочем, естественно в связи с его незавершенностью. Во-вторых, присутствием в отложениях четвертичной системы остатков человека и его культуры. В-третьих, резкими и многократными изменениями климата, а значит, и природных условий в целом и особенностей денудации и осадконакопления. Похолодания приводили к периодическому возникновению в полярных и приполярных областях покровных оледенений, горных оледенений в умеренном поясе и развитию увлажнения в низких широтах. В эпохи потеплений и межледниковий площади, покрытые льдом, сокращались, а в низких широтах усиливалась засушливость. В-четвертых, осадочный чехол, сформированный в течение четвертичного времени, имеет повсеместное распространение как на поверхности суши, так и на дне морей и океанов. В-пятых, осадочным образованиям четвертичного возраста свойственны сложное, строение разреза, пестрота фаций и быстрая изменчивость литологического состава," относительная кратковременность формирования и небольшая мощность при сравнительно высокой скорости осадконакопления.

В течение четвертичного периода обширное материковое оледенение охватило Северное полушарие. Центрами оледенений стали Балтийский и Канадский щиты, которые полностью перекрывались почти 3-километровой 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 сильные регрессии происходили во время максимального оледенения, 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. Объединились Евразия и Северная Америка. Возникла суша Берингия, благодаря которой животные могли кочевать с одного материка на другой. Сахалин присоединился к материку. Значительные изменения произошли и в других районах. Увеличилась площадь островов в Средиземном море. Сильно уменьшилось в размерах Черное море, ставшее замкнутым бассейном. Азовское море исчезло, 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 и другие горные хребты и массивы. Следы оледенения обнаружены и в Южном полушарии. Ледниковый щит Антарктиды был по крайней мере в два раза больше, -чем в современную эпоху. Покровного оледенения на других южных материках не было. Только горные массивы Южной Америки, возвышенности на юге Африки и в Австралии покрывались льдами.

Несмотря на то что ледниковые и межледниковые отложения изучаются уже более 150 лет, хорошо известны их строение и распространенность, до сих пор не только окончательно не ясен вопрос о причинах возникновения оледенений, но 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.¹ 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 четыре эпохи оледенения: гюнцская, миндельская, рисская и вюрмская. Эти названия легли в основу западноевропейской стратиграфической шкалы четвертичной системы, которая была предложена в 1909 г. А. Пенком и Э. Брюкнером.

Наступавшим из Скандинавии ледником была покрыта огромная площадь низменностей и возвышенностей Европы. На Восточно-Европейской равнине выявлены морены всех крупных оледенений. В раннечетвертичное время здесь выделены варяжское и окское оледенения, соответствующие гюнцскому и миндельскому оледенениям Западной Европы. Среднечетвертичное и позднечет-вертичное оледенения — днепровское и валдайское — соответствуют рисскому и вюрмскому оледенениям Альп.

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

Наиболее мощным было среднечетвертичное оледенение, в котором выделены две стадии — днепровская и московская., Во время максимального днепровского оледенения льды покрывали северную часть Восточно-Европейской равнины и двумя крупными языками — днепровским и Волгодонским — достигали широты городов Днепропетровска и Волгограда. В это же время на западе Европы ледник покрывал Британские острова, спускался южнее Берлина и Варшавы. На северо-востоке ледники покрывали Ти-майский кряж и соединялись с ледниками, наступавшими с Новой Земли и Полярного Урала.