Ледяные лишаи

Поэтому знание причинно-следственных связей, управляющих ходом изменений климата и оледенения, имеет не только теоретический, но и практический интерес. Это увеличивает значение ледниковой теории, логические основы которой заложил Е. С. Гернет.

Критический разбор книги

Трудно было бы предположить, что написанная 50 лет тому назад книга Е. С. Гернета, излагающая его ледниковую теорию, во всех своих разделах соответствует современному состоянию науки. Автор книги проявляет поразительное проникновение в существо дела и ясное понимание хода ледниковых событий, но излагает предмет на уровне науки 20-х годов. Рассмотрим поэтому важнейшие положения его ледниковой теории и сделаем необходимые поправки в соответствии с современным состоянием знаний.

Эры и периоды истории Земли и их продолжительность(см. гл. I, с. 5—29). Гернет пишет, что события геологической истории не имеют абсолютной хронологии, что известна лишь последовательность событий, продолжительность же времени в тысячах и миллионах лет может быть указана лишь предположительно. Теперь это утверждение уже неверно. Успехи физики и физической химии последних десятилетий дали в руки геологов способы оценки абсолютного времени событий истории Земли. Они основываются на измерении содержания в минералах изотопов элементов, накопившихся после образования минерала вследствие распада содержащихся в нем радиоактивных веществ. В частности, события последних десятков тысяч лет оцениваются так называемым радиоуглеродным методом (по радиоактивному изотопу углерода, C ₁₄). Им датируются с точностью до двух — трех сотен лет органические остатки (торф, древесина, раковины моллюсков, кости и ткани животных), захороненные в отложениях. Наиболее надежно определяется этим методом возраст в пределах между 5 и 50 тыс. лет.

Приводимая Гернетом в главе I периодизация истории Земли (с. 6) по современным представлениям выглядит несколько иначе. Три последние эры — палеозойская (т. е. эра древней жизни), мезозойская (средней жизни) и кайнозойская (новой жизни) — объединяются в одну сверхэру (эону) — фанерозойскую (от греческих слов фанерос — явный и зоэ — жизнь). Эти три эры и были объектом изучения классической геологии XIX и начала XX в. Фанерозойские осадочные породы, залегающие пластами, содержат явные следы жизни, ископаемые остатки животных и растений, которые служили геологам руководящими окаменелостями для оценки относительного возраста слоев Земли. Продолжительность всего фанерозоя, по современным данным, составляет 570 млн. лет, в том числе 340 млн. лет — палеозой, 163 млн. лет — мезозой и 67 млн. лет — кайнозой. Сравнение с данными, приводимыми Гернетом, показывает, что приблизительная оценка возраста этих эр близка по порядку величин к более точным современным определениям. Между самыми древними периодами палеозоя, указываемыми Герпетом, — кембрием и силуром — современные геологи ставят еще один — ордовик.

Все докембрийское время, принимавшееся ранее за одну архейскую эру, ныне делится на четыре эоны продолжительностью приблизительно по одному миллиарду лет: катархей, архей, афебий и рифей (афебий и рифей вместе называют протерозоем). Их общая продолжительность в 3,5 раза больше той, какую предполагали в начале нашего века. Последняя зона — фанерозой — занимает лишь примерно восьмую часть общей продолжительности жизни Земли, насчитывающей четыре с половиной миллиарда лет.

В течение этого огромного промежутка времени происходили коренные изменения общего устройства поверхности Земли и всей природной обстановки. После периодов горообразования следовали оледенения. Об их продолжительности и пределах распространения известно очень мало. Предполагают, что горообразовательные процессы и связанные с ними оледенения разделялись промежутками времени в 250–300 млн. лет. Предпоследним было оледенение в конце каменноугольного — начале пермского периода (пермо-карбоновое); от последнего кайнозойского оледенения, которое только и рассматривается в книге, его отделяет долгий промежуток теплого времени — с конца палеозоя до миоцена.

Теплая миоценовая эпоха, с которой Гернет сравнивает ледниковый период, началась 25 млн. лет назад, 9 млн. лет назад она перешла в более холодную — плиоценовую, и в течение последнего миллиона лет длится четвертичный период (или плейстоцен).

Наиболее древним ледяным образованием последнего кайнозойского оледенения является ледяной покров Антарктиды, возникший еще в миоцене и существующий уже более десяти, а может быть, и двадцати миллионов лет. За ним следует ледяной покров Гренландии, его возраст превышает 2–3 млн. лет. Известно, что в течение последнего миллиона лет ледниковые и межледниковые эпохи чередовались. Покровное оледенение распространялось на равнины Северной Америки и Северо-Восточной Европы (при этом сильно увеличивались по длине, толщине и площади все горные ледники), а затем оледенение вновь сокращалось до близких к современным размеров. В четвертичном периоде продолжительность ледниково-межледниковых циклов (от предыдущего максимума оледенения до следующего) измеряется промежутком времени в 40–70 тыс. лет, в среднем около 50 тыс. лет; по другим оценкам, продолжительность ледниково-межледниковых циклов — около 100 тыс. лет. Теплое межледниковое время, подобное тому, в котором мы живем, окончилось около 70 тыс. лет назад. Оно сменилось похолоданием и наступанием ледников. Потепление имело место, по-видимому, и между 50–30 тыс. лет назад. Последний максимум оледенения был около 18 тыс. лет назад, около 10 тыс. лет назад край последнего европейского покровного ледника отступил в пределы Южной Финляндии и Швеции, а затем, около 7 тыс. лет назад, оледенение сократилось до современных размеров.

Температура полушарий и аномалии температуры в Северной Атлантике(см. гл. II, с. 29–37). Средняя годовая температура южного полушария на 2° ниже средней температуры северного. Что это объясняется охлаждающим влиянием ледяного материка Антарктиды, теперь общепризнано. Кажется даже странным, что могли быть иные толкования. Гернет дает их исчерпывающую критику и свое простое, естественное и единственно правильное объяснение (с. 31–33). Также очевидна и причина аномалий температуры в Северной Атлантике, заключающаяся в охлаждающем влиянии Гренландского покровного ледника (с. 33–34).

Снегоизбыточный слой атмосферы(см. гл. III, с. 37–46). Введенное Гернетом понятие о снегоизбыточном слое атмосферы, т. е. слое, в котором зимой может выпасть больше снега, чем растаять летом, широко используется современной гляциологией. Этот слой известным советским географом академиком С. В. Калесником был назван хионосферой (от греческого слова хионос — снег) [21] . Понятие о снегоизбыточном слое атмосферы (хионосфере) лежит в основе теории «ледяного лишая» Гернета. Существование хионосферы, лежащей ниже в высоких широтах (к полюсам) и выше в низких (к экватору), объясняет самую возможность возникновения ледников. Гернет показывает связь хионосферы с высотой и состоянием земной поверхности. Хионосфера опускается навстречу поднимающимся горам: на их склонах, обращенных к влажным ветрам с океана, увеличивается количество осадков. После возникновения и распространения ледников хионосфера опускается еще ниже. Отступание ледников влечет за собой повышение нижней поверхности хионосферы и способствует их дальнейшей деградации.

21

См.: Калесник С. В. Общая гляциология. Д.: Учпедиздат., 1939, с. 28.

Понятие о хионосфере до сих пор остается дискуссионным. Одни гляциологи считают его важнейшим фундаментальным понятием теоретической гляциологии и гляциоклиматологии, т. е. учения о взаимодействии климата и оледенения; по мнению других, достаточно знать, где проходит снеговая линия в горах и на ледниках и не вводить особого абстрактного понятия.

К сторонникам хионосферы принадлежал профессор Томского университета М. В. Тронов [22] , к ярым противникам — не менее известный ученый П. А. Шумский, ранее, однако, сам пользовавшийся этим понятием в своих работах [23] . Теперь он считает, что хионосфера — понятие фиктивное. Однако Гернет прекрасно обосновал необходимость этого понятия. Превышение годового количества снега над его стаиванием, объясняет возникновение и существование ледников [24] .

22

См.: Тронов М. В., Лупина Н. X.Основы учения о снеговой границе и хионосфере. Д.: Наука, 1977. 168 с.

23

См.: Шумский П. А.Энергия оледенения и жизнь ледников. М.: Географгиз, 1947. 60 с.

24

См.: Котляков В. М.Снежный покров Земли и ледники. Д.: Гидрометеоиздат, 1968, с. 136 и след.

Колебания земной коры и возникновение ледников(см. гл. III, с. 51–55). Совершенно справедливо Гернет рассматривает поднятие суши как первопричину возникновения ледников. Участки суши, повысившиеся до снегонулевой поверхности и вошедшие в пределы снегоизбыточного слоя (хионосферы), становятся «ледородными возвышенностями». На них остается к осени не успевший стаять за лето снег, дающий начало леднику. Однако, по Гернету, существенное значение имеют только пологие куполообразные поднятия обширных территорий, создаваемые эпейрогеническими движениями земной коры. Орогенез (горообразование) он считает процессом второго порядка, не имеющим даже, как он пишет, «для нас в нашей ледниковой теории никакого значения» (с. 7). Это, конечно, неверно.

Поднятия грандиозных горных хребтов, таких, как Альпы, Гималаи, Кордильеры и др., нельзя считать тектоническими процессами второго порядка. Эпейрогенические колебания имеют меньшую амплитуду по сравнению с орогеническими. Для зарождения ледников важен сам факт повышения суши, какими бы движениями земной коры он ни вызывался.

Средняя высота поверхности суши повысилась за последний миллион лет на 300–800 м, в том числе равнины (в результате эпейрогенеза) на 300–500 м, а горы (в значительной мере как результат орогенеза) на 1000–2000 м. Конечно же, приближение к хионосфере в горах было более быстрым, чем на равнинах.

Картина постепенного разрастания «ледяного лишая», образовавшегося на первичной «ледородной возвышенности», поднявшейся до хионосферы, нарисована Гернетом умозрительно, а не на основании изучения хода явлений в природе. Сравнение ледников различных ледниковых районов позволяет проследить их эволюцию от начальных стадий ко все более развитым и представить ход ледниковых событий во времени. Гляциологические исследования в районах распространения малых ледников и многолетних снежников свидетельствуют о том, что начальные формы оледенения обязаны скоплениям снега, навеваемого ветром или соскальзывающего с крутых склонов. Толщина снега в таких скоплениях во много раз превышает толщину снежного покрова на ровных участках, где снег ложится в результате выпадения из облаков. Эти скопления и дают начало многолетним снежникам, со временем переходящим в ледники. Образуются они на склонах и в понижениях, находящихся ниже хионосферы. Для начала образования ледников необходимо лишь приближение земной поверхности к хионосфере и рельеф, способствующий концентрации (скоплению) снега в отдельных местах. Этому благоприятствуют горы. Не ровные куполообразные поднятия с пологими склонами, поднявшиеся до хионосферы, способствуют возникновению оледенения, как думал Гернет, а горный пересеченный рельеф, по высоте приближающийся к нижней поверхности хионосферы. На Полярном Урале, например, типичном ледниковом районе малого оледенения, ледники лежат на высоте от 390 до 1180 м над уровнем моря, а нижняя поверхность хионосферы — на 1350 м, т. е. много выше. Существование ледников здесь обязано не превышению снежных осадков над стаиванием, а превышению над последним масс снега в местах его скопления.