Ледниковый период

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ледниковый период

плейстоцен оледенение экосистема ландшафт

Арктический и циркумполярный мир был сформирован ледниковыми периодами, сопровождавшими эпоху плейстоцена. Ледники постепенно отступили лишь за последние 10000 лет (Новая эпоха, или эпоха голоцена). Последние из крупнейших ледников расположены в Антарктике и Гренландии. Другие находятся на Севере в горах и других территориях; эта остатки более крупных ледников, некогда покрывавших большую часть Европы, Северной Америки и севера России. Они отступали в течение многих тысяч лет. Большая часть территории лишь недавно - в геологических терминах - освободилась ото льда, что позволило человеку заселить те районы, где толщина льда составляет во многих местах более двух километров.

Внутри эпохи плейстоцена четко выделяются четыре периода крупномасштабного оледенения (ледниковые периоды), перемежавшиеся периодами глобального потепления, в ходе которых пласты льда отступали к полюсам (межледниковые периоды). Эпоха плейстоцена не была первым в истории Земли "ледниковым периодом"; в течение последнего миллиарда лет геологической истории Земли, было несколько периодов значительного оледенения, некоторые из которых были более значительными, когда оледенение захватило и регионы, находящиеся дальше к югу. На пике оледенения ледники покрывали приблизительно 30% поверхности Земли (для сравнения, сейчас они покрывают 10%). Ледники начали развиваться в разных местах. При этом на пике оледенения происходило слияние некоторых из них. В Северной Америке ледниковые полюса находились в Скалистых горах (Кордильерский ледниковый пласт) и высокоширотном арктическом регионе Канады (Лаурентский ледниковый пласт). На пике оледенения в Северной Америке ледники продвинулись на юг до 40° северной широты. В Европе ледниковые полюса включали Альпы, Скандинавию, северные Британские острова и северную Сибирь. В отличие от североамериканских, европейские ледники не слились в постоянный ледниковый пласт, и южный край оледенения достиг лишь 40° северной широты. В течение последних 10 000 лет наблюдались значительные периоды потепления и похолодания, сыгравшие важную роль в истории человечества. Эти периоды могут служить свидетельством продолжительной неустойчивости глобальных температур. В сущности, ледниковый период, возможно, еще не окончился: есть вероятность того, что последние 10 000 лет представляют собой межледниковый интервал, за которым последует вспышка оледенения, во время которого ледяные пласты начнут продвигаться на юг. Меньшая по интенсивности стадия оледенения, "Малый ледниковый период" начался в шестнадцатом веке, когда значительное понижение температур привело к новому выдвижению ледников; пик этого позднейшего периода оледенения наступил два века спустя, после чего средние глобальные температуры снова начали повышаться.

До начала плейстоценового ледникового периода, приблизительно 3-4 миллиона лет назад, мир представлял собой значительно более теплое место: территорию Англии, к примеру, покрывали субтропические леса. Характер микроплантоновых окаменелостей указывает на то, что 3 миллиона лет назад этот период потепления подошел к концу. Приблизительно 2 миллиона лет назад начавшийся первый период крупномасштабного оледенения привел к выдвижению континентальных ледников далеко на юг. В результате они покрыли большую часть северного полушария. В геологии этот период известен как Четвертичный; он включает в себя эпохи плейстоцена и голоцена.

Ледники, существующие сегодня в гористых местностях, представляют собой остатки последнего ледникового периода. Изучая их, исследователи получают информацию о продвижении ледников в течение прошедших периодов континентального оледенения.

Терминальные морены маркируют границы ледников, места их остановки, продвижений и отступлений: эти древние залежи камней и неслоистых отложений (также известных как "ледниковый тилль" (валунная глина)) были подняты с северных земель движущимися ледниками и отложились по краям массивных ледяных гор. Другие геологические показатели, которые можно увидеть в современном ландшафте, включают следующие:

- Тиллевые равнины: относительно плоские скопления тилля, образовавшиеся при отделении и последующем таянии ледяного пласта от основного ледника;

- Эрратические образования: крупные валуны, переносимые на большие расстояния и бессистемно "сброшенные" при таянии ледника;

- Эскеры: песчаные и гравиевые пласты, отложившиеся в форме продолговатых извилистых гряд;

- Котловины: образованные ледниками впадины, которые заполняются водой, образуя болотистые озера;

- Кряжи: холмообразные залежи тилля;

- Лесс: ветровые наносы ила, скапливающиеся перед ледяными пластами.

Альпийские ледники образовались даже в регионах, не захваченных масштабным оледенением: небольшие морены, расположенные на тропических Гавайских островах указывают на то, что во время пика глобального оледенения там образовывались высокие ледники.

Несмотря на то, что выделяются четыре периода оледенения, геологические свидетельства гораздо более сложны. В течение последних 1.8 миллиона лет существовало, по меньшей мере, 18 периодов ледовой экспансии. Большая часть того, что нам известно об этих периодах перемежающегося оледенения и более теплых межледниковых периодах, было почерпнуто из исследований дна глубоководных районов моря. Кислород, содержащийся в океанской воде, состоит из двух изотопов (кислород-16 и кислород-18), относительные концентрации которых варьируются в зависимости от распространения континентального оледенения. Изотопы кислорода входят в состав остовов дырочников - одноклеточных микроорганизмов, имеющих известковую оболочку - и откладываются на дне океана, когда дырочники умирают. Анализ их окаменелых останков позволяет выявить доисторические уровни изотопов кислорода и впоследствии обеспечивает хронологию оледенения и таяния.

Последний период крупномасштабного оледенения начался 100 000 лет назад. Максимальное продвижение ледников произошло 18 000 лет назад, когда большая часть северного полушария была скована льдом. Лед начал таять 18 000 лет назад, он "истончался" в течение многих тысячелетий до начала отступления ледников, постепенно освобождающих землю.

Гольфстрим представляет один из значительных факторов распространения оледенения: круговая система, вращающихся по часовой стрелке течений Северного Ледовитого океана, несущая теплую воду в северное море из южных широт. Без этого потока теплых вод, несущихся на север, климат северо-западной Европы и Британских островов был бы значительнее холоднее настоящего. Во время периодов оледенения Гольфстрим вытеснялся на юг, вдаль от побережья Испании и Португалии, что привело к крупномасштабному похолоданию и оледенению на территории северной Европы. Это в свою очередь привело к понижению температур и увеличению уровня оледенения в Северной Америке.

Смещение Гольфстрима на юг было одним из катализаторов, послуживших началом наступления ледникового периода. Хотя до сих пор еще не ясно, с чего именно начинается период оледенения, с началом процесса рост ледников и снежного покрова приводит к более интенсивному отражению от их поверхности солнечной энергии, которая растворяется в атмосфере Земли. Это в свою очередь приводит к понижению температур и ледниковой экспансии. С уменьшением ледников происходит обратный процесс: более темная почва, возникающая растительность и вода поглощают солнечное тепло и согревают поверхность Земли.

Воздействие оледенения на экосистемы Земли

Распространение и отступление ледниковых масс изменило экосистемы мира. Даже в пиковые периоды оледенения, экваториальные температуры Земли менялись лишь незначительно, в то время как северные широты претерпевали крупномасштабные изменения.

Ледник начинает образовываться, когда уровень зимних осадков превышает уровень таяния в летний период. Если снег начинает таять летом и замерзает до полного вытаивания и испарения талых вод, он превращается в лед и таким образом в течение 25-100 лет формируется ледовый глетчер. Ледник существует, когда сформировавшаяся ледяная масса способна передвигаться: при скоплении льда его масса оказывается неспособной сохранять форму, и лед подвергается процессу пластической деформации. Под воздействием гравитации масса льда опускается на глетчер и выталкивает его на собственные пределы, в результате чего континентальный ледник "движется", иногда перебираясь через холмы и долины рек. При наличии склона горный ледник со временем способен перемещаться на большие расстояния. Давление, оказываемое на центр ледника (глубина которого может достигать более двух километров) толкает континентальные ледники вперед, принуждая их перемещаться по долинам и холмам. Поток льда формирует топографию региона: лед собирает почву и более мягкие слои до самых коренных пород и переносит эти геологические породы на юг. Движущийся лед эродирует коренную породу, оставляя за собой хорошо заметные продолговатые отметины (ледовые бороздчатости).

Постепенное продвижение ледников обусловило миграцию экосистем. Существующие на сегодняшний день глобальные экосистемы существовали еще в период пика оледенения, однако, они выравнивались по мере приближения к Северному и Южному полюсам. С продвижением оледенения северная флора и фауна продвигалась на юг, а в период потепления - на север. Движение экосистем подталкивали и катаклизмы, такие как крупные пожары, в результате которых выгорали обширные участки леса и пастбищ, что способствовало распространению на новых территориях более приспособленных видов растений. Оледенение Земли воздействовало и на мировые океаны. Когда большие объемы воды остаются на земной поверхности в виде льда, уровень моря понижался, и постепенно с распространением ледников количество воды в океане уменьшалось. Однако вес льда оказывал давление на земную кору, что приводило к значительному по сравнению с современным опусканию отдельных областей. С таянием ледников многие районы вновь поднялись. Отдельные области Швеции поднялись на 100 метров с момента завершения последнего ледникового периода и продолжают подниматься по мере освобождения от огромного веса ледника, давившего на континентальную плиту тысячелетия назад.

Изменения уровня океана сыграло значительную роль в заселении Америк. В период максимального распространения ледовых пластов, большая часть северо-восточной России, Аляски и отдельные регионы Юкона были свободны ото льда. С понижением уровня океана вода отступила, обнажив дно Берингова пролива и прилегающих к нему мелководных участков океана. Эта территория, освободившаяся ото льда и воды известна как "Берингия". Вокруг скорее всего простиралась свободная ото льда тундра. Большая часть местности, скорее всего, была сухой и бесплодной, но в отдельные периоды плейстоцена достаточно благоприятной для миграции видов, как на север, так и на юг. Вопрос состоит в том, как и когда именно люди из Дальнего востока России перешли в Аляску и постепенно проникли дальше на юг в свободные ото льда области Северной и Южной Америки.

Ледниковый период