Основы геологии

Неогеновый и четвертичный периоды - это время формирования современного рельефа нашей планеты и ее климатической зональности. Важнейшим событием этого времени были великие оледенения, охватившие в антропогене огромные пространства северных материков и сформировавшие ледниковый щит Антарктиды. Во второй половине олигоцена началось похолодание, отразившееся в сокращении ареала теплолюбивой фауны и флоры и в изменении типа растительности. Понижение температуры в высоких широтах привело к появлению небольших горных ледников в Антарктиде, но при этом температура была намного выше современной. Зарождающееся оледенение способствовало выхолаживанию и уже в позднем олигоцене среднегодовая температура в Антарктиде не превышала -44- -45^o С. В неогеновый период на Земле резко обострились контрасты температур, чему способствовали установление на всех материках континентальных условий и образование высоких протяженных горных цепей, в том числе и в пределах платформенных областей. Похолодание, несмотря на эпизоды временного потепления, постепенно охватывало все более низкие широты. Этому содействовало и иссушение климата, связанное с континентальными условиями, что в свою очередь привело к прекращению угленакопления и повышению роли кремнезема в осадконакоплении. В начале плиоценового периода отмечается некоторое потепление, сменившееся похолоданием, которое прогрессировало, и в северном полушарии появились сначала горно-долинные, а потом и покровные ледники. На больших пространствах образовалась лесотундра. В Арктическом бассейне появился ледяной покров, чему способствовала изоляция океана за счет роста Исландско-Фарерского поднятия, перегородившего северную Атлантику. Эти процессы начались 4-4,5 млн. лет назад, но особенно усилились в позднем плиоцене, когда возникли ледники в Гренландии, Исландии, Канаде, на островах Арктического архипелага, в Скандинавии, Южной Америке (Патагония) и в других местах. Начался период великих оледенений.

Благодаря хорошей изученности четвертичных ледниковых отложений в Европе, Сибири и Северной Америке, история оледенений восстанавливается хорошо, тем более, что сейчас на помощь корреляции событий пришли данные по глубоководному бурению океанского дна, поскольку концентрация изотопов кислорода в морской воде прямо зависит от температуры и содержания солей. Следовательно, определяя содержание изотопа ¹⁸О, например, в кальците раковин фораминифер, можно говорить о температуре вод и их солености. Образование гигантских ледяных шапок приводило к изъятию огромного количества пресной воды из Мирового океана, увеличению его солености и падению уровня примерно на 150 м по отношению к современному. Колоссальные ледниковые поля отражали солнечный свет, что приводило к дальнейшему охлаждению воздуха и похолоданию климата. Помочь реконструкции границ оледенений может и распространение многолетней мерзлоты, занимающей, например, 50 % территории СССР. Схема сопоставления оледенений в пределах Восточно-Европейской платформы, в Альпах и Сибирской платформы приведена ниже.

Схема сопоставления оледенений в пределах Восточно-Европейской платформы, в Альпах и Сибирской платформы

В северном полушарии центрами оледенений были Канадский и Балтийский щиты, Новая Земля, Таймыр, острова Северной Земли. Мощность ледяного покрова превышала 2,5 км. Горно-долинные ледники были распространены во всех горных системах Европы и Азии: в Альпах, на Кавказе, Тянь-Шане, Алтае, Саянах, Гималаях и др. Наиболее мощные ледниковые языки среднего плейстоцена спускались почти до 50 ^oс. ш. в Европе, а в Северной Америке даже до 40 , заходя языками по долинам крупных рек и огибая возвышенные гряды. Мощность моренных отложений обычно составляла первые десятки метров. Чередование морен с флювиогляциальными, болотными и озерными отложениями свидетельствует о том, что ледники периодически сокращались и наступали межледниковые эпохи. 

В южном полушарии покровного оледенения не было, если не считать Антарктиды, и климат был теплее северного на несколько градусов, поэтому температурный экватор был смещен в южное полушарие. Среднемесячные температуры в пределах центров ледниковых покровов в зимние месяцы, по-видимому, приближались к -60-70 ^oС. Атмосферная циркуляция в ледниковые - плювиальные эпохи усиливалась, циклоническая деятельность смещалась в низкие широты, что приводило к сокращению аридных зон и увеличению количества осадков вблизи экватора. Плювиальные эпохи сопровождались формированием речной сети и озер в современных пустынях Африки, Аравии, Азии и др.

Межледниковые эпохи характеризовались относительно мягким климатом, средние температуры повышались на 6-12^o С, а количество осадков возрастало. Установлено, что ледяной покров Антарктиды и Гренландии в межледниковые эпохи сохранялся. Таяние льда приводило к эвстатическому повышению уровня Мирового океана, в связи с чем развивались трансгрессии и большие участки низменной суши оказывались под мелководным морем.

Рис. 22.6. Четвертичные ледники на Восточно-Европейской платформе

Последнее позднеплейстоценовое оледенение на Европейской равнине СССР - поздневалдайское - после своего отступания сопровождалось потеплением климата (рис.22.6).

Исчезновение ледника произошло около 15 тыс. лет назад. В этот временной интервал было и несколько холодных эпизодов, когда в горах увеличивался снежный покров и ледники начинали наступать. Последняя холодная эпоха относится к середине прошлого века, когда отмечено продвижение ледников в Альпах, на Кавказе, Тянь-Шане, Гималаях и других горных странах. В Альпах под моренными отложениями оказались даже поселения. С тех пор ледники значительно отступили и уменьшились в мощности.

С эпохами похолодания и потепления тесно связано ухудшение или улучшение ледовой обстановки в Арктике, определившее развитие сельского хозяйства в Исландии и Скандинавии. В начале нашего века в Арктике наступило потепление, повысились среднегодовые температуры, ледовая обстановка стала благоприятной, исчезли ледяные острова. В 40-е годы вновь произошло похолодание, а в конце 60-х годов наметился поворот к потеплению. Вот так менялся климат и палеогеографические условия на земном шаре, начиная с позднего олигоцена и до наших дней.

Органический мир четвертичного периода был похож на современный, но великие оледенения вызвали исчезновение теплолюбивых форм растений, а фауна мигрировала, и среди ее представителей появились холодолюбивые формы: мамонт, северный олень, шерстистый носорог, овцебык, песец и др. Эти млекопитающие встречались даже в южных районах Европы. А на южных континентах фауна и флора не претерпели сколько-нибудь существенных изменений.

Наиболее значительным событием четвертичного периода стало, конечно, появление человека. Его далекие предки - человекообразные обезьяны существовали в Восточной Африке, где их останки были обнаружены в ущелье Олдувей, восточное оз. Виктория в зоне Великих Африканских рифтов. Возможно, что эти существа, которых назвали австралопитеками, использовали примитивные орудия в виде камней и палок и отличались тем, что могли выпрямляться и ходить. В результате длительной эволюции австралопитеков примерно 1 млн. лет назад появились обезьянолюди - питекантропы, синантропы и др., использовавшие простейшие каменные орудия, но остается неясным, знали ли питекантропы огонь. Костные останки питекантропов найдены в Индонезии, синантропов - в Китае, а на территории Европы около г. Гейдельберга в ФРГ была обнаружена челюсть питекантропа, которого назвали "гейдельбергским человеком".

Время жизни питекантропов заняло 500-600 тыс. лет, после чего их сменили неандертальцы, которые жили уже в пещерах, пользовались огнем и могли изготовлять более совершенные каменные и костяные орудия. Наиболее широко остатки неандертальцев распространены в отложениях, отвечающих началу позднего плейстоцена - 50-35 тыс. лет назад. Неандертальцев сменили кроманьонцы, которые уже практически не отличались от современных людей, они изготовляли копья с каменными наконечниками, каменные ножи, топоры и т. д. Интервал времени от появления питекантропов до кроманьонцев включительно называют палеолитом (древний каменный век), его сменяют мезолит и неолит (средний и поздний каменные века). Каждую подобную эпоху характеризуют каменные орудия определенного вида и степени совершенства. Например, в неолите появляются уже полированные орудия. Поздний неолит сменяется веком металлов. Археологический метод оказывает большую помощь при расчленении позднечетвертичных и голоценовых отложений.