Заледяване. Заледявания на земята Какво представляват центровете на заледяване

За жителите на Европа и Северна Америка е трудно да си представят, че само преди 200–14 хиляди години (от геоложка гледна точка съвсем наскоро) мощни ледени покривки, подобни на антарктическите, многократно са покривали огромни територии. Отделни остриета от ледени покривки се спуснаха в Източна Европа до 49° с.ш. ширина, а в Северна Америка - до 38° с.ш. w. На мястото на Москва или Чикаго имаше ледници с дебелина до 1–3 км. Не е изненадващо, че в средата на деветнадесети век. откриването на следи от тези заледявания, датиращи от късния кватернер и времето на появата на съвременния човек, се превърна в голяма научна сензация. Някои изследователи смятат, че тези заледявания са първите епизоди от процеса на общо замръзване на Земята, обявен от теорията на Кант-Лаплас. Други се съмняваха, че глинестите камъни, за които се смята, че са ледникови, всъщност са били отложени от ледници. Въпреки това, подробното изследване на тези отлагания и сравнението им с отлаганията на съвременните ледници потвърдиха ледниковия генезис на скалните глинести (морени), които покриваха северните части на Европа и Северна Америка. Идентифициран е набор от диагностични критерии, които правят възможно разграничаването на изкопаеми морени (тилити) от външно подобни неледникови отлагания. Най-важните характеристики на тилитите са (непостоянни) камъни, донесени отдалеч, фасетирани и набраздени от ледници; скали от ледникови легла, набраздени или смачкани в сложни гънки (глациодислокации); замръзване и полигонални почви; камъни, разтопени от айсберги (дропстоуни), фрагменти от морени и др.

През втората половина на 19в. и в началото на 20в. Бяха открити следи от значително по-стари заледявания: късен палеозой (сега датиран в диапазона от преди 300–250 милиона години) и след това докамбрий (преди 750–550 и 2400–2200 милиона години). Тези открития опровергаха теорията на Кант-Лаплас за постепенното охлаждане (до кватернерното заледяване) на първоначално горещата Земя. През 20-ти и началото на 19-ти век са идентифицирани и изследвани заледявания в долния палеозой (преди около 450 милиона години) и най-древните - в късния архей (преди около 2900 милиона години). Причините, същността и последствията от заледяванията се превърнаха в популярна тема на научни дискусии и прогнози.

Големият интерес към заледяванията в геонауките не е случаен. Климатът е важен фактор в еволюцията на външните обвивки на нашата планета, особено на биосферата. Той определя нейното термодинамично състояние, регулирайки вътрешния и частично външния топло- и масообмен. Заледяванията са едни от най-екстремните климатични явления. Те са свързани с много катастрофални промени на Земята, които предизвикаха драматично бързи количествени и качествени промени в биосферата и биотата на планетата.

История на заледяванията

Провежда се през втората половина на ХХ век. и началото на 21 век. Интензивните геоложки изследвания на всички континенти, както и постиженията на радиоизотопните, палеонтологичните и хемостратиграфските методи за определяне на възрастта на скалите позволиха значително да се уточнят историята и районите на разпространение на древните заледявания на Земята. През последните 3 милиарда години геоложка история е имало редуване на дълги интервали с чести заледявания (ледници) и интервали, в които няма следи от тях (термоери) [,]. Ледниците се състоят от редуващи се ледникови периоди (glacioperiods), а ледниковите периоди от своя страна се състоят от ледникови и междуледникови епохи (фиг. 1). Някои изследователи наричат ​​ледниковите епохи ледникови ( ледени къщи), а термоерите са парникови ( оранжерии) цикли или режими на студен и топъл климат.

Към днешна дата в наблюдаваната геоложка история са установени пет ледникови епохи и четири термоера, които ги разделят.

Kaapval Glacioera(преди около 2950–2900 милиона години). Неговите следи са открити в горния архей на Южна Африка, на кратона Каапваал. Те са записани в подгрупата Gaverment в падината Witwatersrand и в групата Mozaan в падината Pongola. Правителствената подгрупа на формацията Coronation описва два хоризонта от тилити с дебелина около 30 m, разделени от последователност от пясъчници и шисти с дебелина около 180 m, съдържащи разпръснати фасетирани и набраздени камъни. Тяхната възраст варира от 2914–2970 милиона години. На изток, в горната част на Мозаанската група, се наблюдават четири пласта тилити с дебелина от 20 до 80 m в Одваленската свита. Те съдържат камъни с различна големина, кръглост и състав. Някои от тях носят характерни следи от ледникова абразия, а капките, разпръснати в шистите, са заобиколени от сингенетични деформации като пръскащи структури.

Късна архейска термична ера(преди 2900–2400 милиона години). В този интервал от геоложката история все още не са открити ледникови отлагания, което ни позволява условно да го считаме за термична ера.

Хуронска ледникова ера(преди 2400–2200 милиона години). Следи от заледявания от това време са известни в южната част на Канада, на северния бряг на езерото. Хурон. Там, в средната част на Huron Supergroup, са установени три ледникови образувания (отдолу нагоре): Ramsay Lake, Bruce и Gowganda. Те са разделени от дебели неледникови наноси. Хуронският леден комплекс е по-млад от 2450 милиона години и по-стар от 2220 милиона години. В щата Уайоминг, на 2000 км югозападно от ез. Huron, ледникови отлагания, подобни на Huronian, са известни в супергрупата на Snow Pass. Вероятно аналози на хуронските тилити също присъстват в района на Шибугамо, североизточно от езерото. Huron и западно от залива Хъдсън. Широкото разпространение в Северна Америка на ледникови отлагания на възраст 2200–2450 Ma показва, че в началото на ранния протерозой значителна част от древното архейско ядро ​​на този континент е било многократно подложено на заледявания.

В Европа са известни отлагания, подобни на ледниковите, в горната част на серията Sariolia, която лежи върху архейския карело-финландски масив на Балтийския щит. Тяхната възраст се оценява на 2300–2430 милиона години.

В Африка, в падината Griqualand, ледниковата формация Makganyene (преди наричана Griquatown Tillites) е описана като по-млада от 2415 милиона години и по-стара от 2220 милиона години. Изградена е от едрослоести тилити с дебелина до 500 m, които съдържат неравномерни и ледниково обработени камъни. В основата на тилитите се наблюдава ледниково легло. Аналози на формацията Makganyene се намират и в падината на Трансваал.

Леденичните отлагания от Метеоритния отвор са често срещани в Западна Австралия. Тяхната възраст е в диапазона 2200–2450 милиона години.

По този начин, в периода между 2400 и 2200 милиона години, големи заледявания, често с покривен характер, се случват многократно на четирите съвременни континента на Земята. Това се доказва не само от широкото разпространение на ледникови скали, но и от наличието на морско-ледникови (айсбергови) отлагания. Корелацията на раннопротерозойските ледникови хоризонти един с друг е трудна и все още е трудно да се установи точният брой на заледяванията в ранния протерозой и техният ранг. Предполага се, че е имало най-малко три ледникови епохи в Хуронската ледникова ера и всяка от тях съдържа следи от няколко подчинени отделни събития, които се квалифицират като ледникови епохи.

Голям ледопробив. След хуронската ледникова ера започва дълга термична ера. Продължава почти 1450 милиона години (преди 2200–750 милиона години). Значително затопляне на Земята настъпи веднага след края на Хуронската ледникова ера. Дори в онези райони, където са регистрирани следи от заледявания, климатът бързо се промени на топъл и сух. В редица региони започват да се натрупват карбонатни, често червено оцветени и строматолитни отлагания с множество включвания на псевдоморфози на гипс, анхидрит и каменна сол. В Австралия, Русия (Карелия) и САЩ подобни скали са открити в седименти на възраст 2100–2250 милиона години. В Карелия се появяват червено оцветени карбонатни скали и кори като каличе, калкрет и силикрет, характерни за горещ климат, както и кухини от излугване на гипсови кристали. По-нагоре, във формацията Tulomozero, на възраст около 2100 милиона години, кладенец разкри слой от каменна сол с дебелина 194 m, покрит с триста метра дебел пакет от анхидрити и магнезити. Многобройни следи от суха седиментация са регистрирани и в по-младите протерозойски седименти, до средата на горния рифей (около 770 милиона години).

Публикациите за следи от заледявания по време на Голямата ледникова пауза са редки и пораждат съмнения, тъй като не съдържат типични, още по-малко преки признаци на ледникови скали и имат чисто локално разпространение.

Африканска ледникова ера(преди 750–540 милиона години). Находищата му са запазени в много региони на Земята, но особено пълно са представени в Африка. Те са проучени доста подробно, което позволява да се разграничат шест ледникови периода в неговия състав.

Ледников период Кайгас. Първото заледяване от африканската ледникова ера, Kaigas, се е случило преди около 754 милиона години в Южна Африка. Малко по-късно, преди 746 милиона години, започва заледяването Чуос. Тези два ледникови епизода, близки по възраст и местоположение, очевидно трябва да бъдат включени в една ледникова епоха, оставяйки зад себе си традиционното име Kaigas. Скалите му са представени от морско-ледникови и ледникови речни (флувиоглациални) наслаги, в които на места се срещат железни рудни хоризонти. Предполага се, че заледяването на Кайгас има регионален характер. Сега обаче в Централна Африка са установени следи от приблизително едновремешно заледяване (конгломерат Голям Катанга, на възраст 735–765 милиона години). Значителната площ на разпространение и наличието на морско-ледникови отлагания показват, че ледниците от този период не са били локални, а са напреднали в широк фронт към континенталния шелф.

В Бразилия карбонатните седименти в основата на серията Bambui са датирани на 740 Ma, а подлежащите ледникови седименти на формацията Macaubas също могат да бъдат приписани на периода на заледяване Caigas.

Glacieriod Rapithenсе състои от седименти от групите Rapiten в планините Mackenzie (Канада) и Ghubrah (Оман), долния тилит на формацията Pocatello (САЩ, Айдахо) и, вероятно, също формацията Chucheng-Changan (Южен Китай), образувана 723– преди 710 милиона години. Големи находища на желязна руда са свързани с находища от този период на заледяване в Канада и някои други региони.

Glacierod Sturtпредставена от подсерията Yudnamontana в Южна Австралия. В него се разграничават поне два ледникови епизода. Първият е свързан с Tillite Pualko, отделен от втория ледников епизод на Vilierpa чрез несъответствие и последователност от теригенни, понякога железни рудни скали и доломит. В Австралия находищата на Sturt са директно покрити от 660 милиона доломити и черни шисти. От заледяванията на Стърт са запазени морско-ледникови отлагания, което показва техния покривен характер. Възможно е някои от недостатъчно проучените скали от серията Ballaganakh на Патомските планини, подобни на ледникови отлагания, също да принадлежат към този период на заледяване. В Киргизстан много големи находища на желязна руда са свързани с него.

Период на Маринско заледяваневключва група от заледявания, настъпили преди около 640–630 милиона години (в началото на вендската система). В типовия раздел на Южна Австралия той е представен от подсерията Ierelina, чиято структура показва трикратна промяна в ледниковите и междуледниковите настройки в открития басейн. Периодът на заледяване на Марино започва и завършва постепенно - с рафтинг по лед, както се вижда от шисти, съдържащи разпръснати камъчета. Предположението, че заледяването на Марино е започнало почти внезапно (преди около 650 милиона години), продължило е и е приключило внезапно (преди 635 милиона години), е неоснователно. Това заключение се основава на хипотетични представи за непрекъснати тотални заледявания на Земята, обхващащи всички континенти и океани (хипотеза снежна топка земя). Тази хипотеза противоречи на естеството на типовите участъци от Марино, Стърт, Рапитен и други сравними находища, както и на доказателства за запазването на общия воден цикъл на Земята по това време.

Ледниковите отлагания от периода на заледяването на Марино са известни в много региони на Земята: в планините Патом (фиг. 2) и Алданския щит (фиг. 3) на Централен Сибир, в Киргизстан, Китай, Оман, планините Макензи в Канада , Северна Африка и Южна Америка. В техните раздели се разграничават няколко епизода, които могат да се считат за ледникови епохи.

Период на ледника Гаские.Неговите ледникови отлагания на възраст 584–582 милиона години са открити на полуостров Нюфаундленд. В Северна Америка техните вероятни аналози са находищата на формациите Скуантум и Факир.

В Средния Урал възрастовият интервал от 567–598 милиона години е определен за ледникови образувания, които корелират с отлаганията на Gaskier. Някои други ледникови слоеве се приписват на този ледников период на базата на далечни стратиграфски корелации (формата Mortensnes в Северна Норвегия и др.) или напълно необосновано, само чрез тяхното стратиграфско положение в участъци, разположени над отлаганията на Марино (например Halkanchoug и Lochuan образувания в Китай и Сера Азул в Бразилия). Всъщност, както ще бъде показано по-долу, много от тях принадлежат към по-младия байконурски ледников хоризонт.

Период на заледяване Байконур. Това заледяване е настъпило непосредствено преди епохата Немакит-Далдин, която завършва вендския период от късния докамбрий (преди 547–542 милиона години). Неговите находища включват формацията Байконур в Централна Азия, основната част на формацията Забит в Източен Саян, формацията Ханкалчуг от веригата Куругтаг, Хонгтиегоу Цайдам, Чженмугуанг от планините Хелан Шан, Лочуан и неговите аналози в Китай. Периодът на заледяване на Байконур включва също тилити от докамбрийските масиви на Централна Европа (по-млади от 570 и по-стари от 540 Ma), триадата от сериите Purpur de Ahnet Ahaggar (535–560 Ma), субформацията Vingerbrick (545–595 Ma) и долната част на формацията Номцас от групата Нама от Намибия (539–543 Ma).

Основният ледников епизод от този ледников период се е случил близо до долната граница на епохата Немакит-Далдин, преди около 542 милиона години. Значението му се подчертава от стратиграфското прекъсване и голямото отрицателно отклонение на δ 13 C в основата на седиментите на етапа Nemakit-Daldyn. Самият епизод на Байконур и вероятно подобно заледяване на Номцас в Намибия бяха предшествани от ледниковия епизод на Вингербрик (преди 545 милиона години), както и наскоро описания епизод на Хонгтиегоу в Цайдам. Вкаменелости, открити под и над формацията Hong Tiegou, показват, че нейната възраст е близка до средния венд.

Ранна палеозойска термична ера(преди 540–440 милиона години). През целия камбрий и по-голямата част от ордовика не са открити следи от заледявания. Този интервал от време, въпреки факта, че големи участъци от земната маса на Гондвана са разположени във високите южни ширини, се характеризира с множество признаци на топъл и сух климат. По това време карбонатните находища (включително рифове) и солните басейни са широко разпространени. Често се срещат червено оцветени карбонатни скали и каолинитови глини. След това (с изключение на камбрия) фаунистичното разнообразие на морската биота нараства бързо, особено в средния ордовик и началото на късния. Това време често се нарича Голямото ордовикско събитие за биодиверсификация. По този начин сегментът от геоложката история от началото на камбрия до началото на късния ордовик се счита за термоера, която е продължила около 100 милиона години.

Гондванска ледникова ера(преди 440–260 милиона години). Тези заледявания са свързани главно с мегаконтинента Гондвана. Тук се разграничават пет ледникови периода.

Период на ранно палеозойско заледяване.Първите сравнително малки заледявания в ранния палеозой очевидно са настъпили в началото или средата на катийската епоха (карадок), а последните надеждно установени следи от заледявания от този период на заледяване датират от времето на късния ландовер - ранния уенлок. Така раннопалеозойската ледникова епоха е продължила около 20 милиона години. Разделен е на три ледникови епохи: начална - катий, основна - хирнант и крайна - ландовер-венлок.

Катианска ледникова епоха.Доказателства, че ордовикските заледявания са започнали през карадока, се появяват многократно. В източната част на Северна Америка (в Нова Скотия), близо до върха на формацията Халифакс, е известен член на метатилити с хаотични, фасетирани, набраздени и айсбергови камъни. Горната формация Бяла скала съдържа част от карадокската или може би малко по-млада фауна. Установена е по-сигурна възраст за морско-ледниковите отлагания на Gander Bay в североизточната част на Нюфаундленд, които са директно покрити от карадокските граптолитови шисти. В Южна Африка, в групата на планината Тейбъл, са известни два ледникови хоризонта във формацията Pakhuis, чиято природа се потвърждава от наличието на набраздени и фасетирани камъни, ледниково легло, ледникови дислокации, скрежови клинове и полигонални почви. Възрастта им най-вероятно е Катиан. Фауната, характерна за по-късния хирнант, се намира в седиментите, покриващи тилитите. По-старият тилит Hangklin е открит в скалите, лежащи под формацията Pakhuis. Възрастта му, въз основа на рядка фауна и косвено, въз основа на скоростта на утаяване, се оценява като карадок. Някои изследователи смятат, че най-малко три заледявания са настъпили в етапа Катиан.

Хирнантска ледникова епоха.През тази епоха раннопалеозойското заледяване достига максималната си степен (фиг. 4). Неговият характер и възраст са особено добре установени в Северна Африка и Арабия, класическите области на неговото развитие. Тук, в най-пълните хирнантски разрези, са регистрирани най-малко пет ледникови епизода, чиято обща продължителност се оценява на 1,4 ± 1,4 милиона години. Според някои оценки, направени от глациоевстатични флуктуации (флуктуации в морското равнище, причинени от образуването и топенето на ледниците), Хирнантското покритие е покривало цяла Африка, Арабия, Турция, както и голяма площ от централна Южна Америка. В подножието на Андите долнопалеозойските ледникови отлагания се простират в почти непрекъснат пояс от Еквадор до Аржентина. Фауната на горната хирнатска зона е открита непосредствено над тилитите.

Ледникова епоха Ландовер-Уенлок.Долнопалеозойските ледникови отлагания са известни в басейна на Амазонка; в средната част те съдържат ранна ландоверска фауна (включително граптолити). Поради това горната част на този раздел трябва да бъде отнесена към долния силур, започвайки с Llandovery. В югозападната част на Боливия и в голяма част от съседните региони на Перу и Аржентина е широко разпространено морско-ледниковото образувание Канканири (Tillites Zapla). Състои се от масивни, слоести или постепенно слоести тилити, които съдържат хаотични и набраздени камъни и камъни с диаметър до 150 cm, в които са открити вкаменелости от средния и късния ландовер и ранния уенлок.

Късен девон - ранен карбон ледников периодзапочва в края на фамен. В северна Бразилия са запазени следи от три ледникови епизода във фаменския и долния карбон. Следи от горнофаменското заледяване са открити и в САЩ, в североизточната част на пояса на Апалачите.

Повечето изследователи са склонни да вярват, че заледяванията от късния девон - ранния карбон са били предимно с пиемонтски характер. Въпреки това, фактът, че в седиментите присъстват басейнови и флувиоглациални фациеси, показва разпространението на ледниците в равнините, а понякога и по бреговете на големи басейни, което е възможно само при много значително заледяване. Това се доказва и от ледникови отлагания от късен девон - ранен карбон в северната част на Бразилия, които се натрупват в обширни платформени басейни на средни ширини.

Среден карбон период на заледяване.Находищата му са много по-разпространени и се намират в западната, източната и северната част на Гондвана. Съдейки по добре проучени участъци от източна Австралия, които са датирани с радиоизотопни и биостратиграфски методи, средната карбонова ледникова епоха започва в средата на Серпуховския период и завършва в края на Московския период. Тук се развиват четири епизода. Продължителността на всяка от тях е от 1 до 5 милиона години. Епизодите са разделени от интервали от приблизително 2–3 милиона години, в които няма следи от заледявания. Всички тези епизоди могат да бъдат класифицирани като ледникови и междуледникови епохи.

Период на ранно пермско заледяване -максимум в ледниковата ера на Гондвана. Очевидно е започнало в края на Гжелския век и е завършило в началото на Артинския. Той подчертава два ледникови епизода. Извън Австралия отлаганията от раннопермската ледникова епоха са разпространени на обширна територия - от западните до източните части на Гондвана (фиг. 5).

Късен пермски ледников периодсложи край на ледниковата ера на Гондвана. Находищата му са с ограничено разпространение. В източните райони на Австралия включва два ледникови епизода. Първият, обхващащ края на кунгурския и част от казанския, е представен от дистален айсбергов ледников фациес. Вторият, обхващащ горната част на вардианския етап и капитанския етап (средната част на татарския етап), също е съставен от айсбергови отлагания. Късното пермско заледяване също се появи в Североизточна Азия. Във Верхоянската сгъната зона са широко разпространени горнопермските тилоиди (тилитоподобни несортирани и неслоести груби кластични скали). В редица участъци те съдържат следи от ледников произход: капки, тилни топчета, фасетирани и щриховани камъни.

Мезозой-Палеогенска термоера(преди 250-35 милиона години). Дългосрочните климатични сътресения от ерата на заледяването на Гондвана отстъпиха място на топлия мезозойски климат.

Глобалните климатични реконструкции, базирани на набор от индикатори, показаха, че всички високи и средни ширини на двете полукълба на Земята през мезозоя са били в умерени и топли влажни климатични зони. Понякога сезонен лед се появява във високи географски ширини, както се вижда от редки находки на падащи камъни. Но тъй като както териториалното, така и стратиграфското разпределение на леда е незначително, може да се предположи, че средните годишни температури във високите географски ширини са били значително по-високи от сегашните. В ниските географски ширини преобладава сух климат, а влажните екваториални зони се появяват едва през втората половина на Креда.

По време на мезозоя понякога настъпват доста значителни промени в климатичната зоналност, но всички тези промени са ограничени до района на положителните температури. Не са открити преки доказателства за мезозойски заледявания, с изключение на един случай в Южна Австралия, където тилит Ливингстоун с дебелина до 2 m е намерен в единично разкритие на бериазийско-валангински скали. Съдейки по ограниченото му разпространение, това е чисто локално образувание. Конгломерати, брекчи и несортирани чакълести шисти понякога се считат за „възможни тилити“, а сезонното замръзване на резервоари и реки се счита за ледникови условия.

Въпреки липсата на преки доказателства за съществуването на мезозойски заледявания, през последните години се появи хипотеза студени закуски. Това предполага повтарящи се повторения на много кратки ледникови епизоди през мезозоя, които се проявяват само на високи географски ширини и водят до малки полярни заледявания, представляващи около една трета от съвременните полярни ледени шапки.

Тази хипотеза се основава изцяло на косвени доказателства. Първо, върху бързите колебания на морското ниво от „втори и трети ред“, които се приписват на глациоевстатична природа, ако са придружени от увеличаване на δ 18 O в седиментите. Въпреки това, понижаването на морското равнище от какъвто и да е произход поради увеличаване на албедото на планетата води до известно охлаждане и увеличаване на δ 18 O на валежите.

Второ, наличието на падащи камъни в някои отлагания от средна юра и креда се счита за потвърждение на тази хипотеза. В мезозоя те са разпространени предимно във високи палеоширини и имат различен произход. Най-често се срещат и споменават камъни, отнесени от сезонния лед. Сега те редовно се образуват в моретата, езерата и реките на умерения климатичен пояс до 45° с.ш. w. Тези географски ширини се характеризират с положителни средни годишни температури. Там няма заледявания (освен в планините). В допълнение, капките могат да бъдат от биогенен произход и не трябва да служат като доказателство за заледяване.

Третият аргумент в полза на хипотезата студени закуски- широко разпространен в мезозойските отлагания на глендонити - беломорски летец (CaCO 3 6H 2 O). Сега обаче тези образувания се намират постоянно в студени басейни на високи и средни ширини. Тяхното присъствие показва по-скоро студено-умерен климат, отколкото заледяване.

Освен споменатото разкритие на тилит в Австралия, не са открити следи от мезозойски ледникови отлагания на нито един от континентите на Земята или на арктическите острови. Често се приема, че центровете на заледяванията са скрити под съвременната ледена покривка на Антарктика. Но подобни заключения не се потвърждават от подробни изследвания на изкопаемата растителност по крайбрежието на Антарктика. Например, изследване на късната албийска гора близо до основата на Антарктическия полуостров показа, че гората там е със средна плътност, състои се предимно от целогодишно зелени широколистни иглолистни дървета и е подобна на съвременните влажни умерени гори в южна Нова Зеландия.

Мезозойските температури на дълбоките води в южните високи географски ширини, получени (δ 13 O-метод) от бентосни фораминифери, в юра и креда варират от 5 до 11 ° C, което ни позволява да заключим, че в мезозоя не е имало психросфера ( слой вода на океанското дъно с температура около 4°C, дебел няколкостотин метра). Да припомним, че сега температурата на дълбоките води във високите южни ширини е −1,5 – +0,5°C. Представените данни показват, че Антарктида не е била подложена на заледявания през мезозоя. Това заключение е в съответствие с резултатите от най-реалистичните компютърни модели. Последните показват, че ако в Антарктика е имало мезозойски заледявания, те са били от планински или много ефимерен характер.

Още по-противоречиво е да се приеме наличието на мезозойски ледени покривки във високите географски ширини на Северното полукълбо. Мезозойските отлагания там са широко разпространени, добре проучени и не съдържат следи от ледникови отлагания. Въпреки това, въз основа на хипотезата студени закуски, някои автори, разчитайки само на абстрактно геохимично и климатично моделиране, съставиха палеоклиматична реконструкция за граничния интервал на средната и горната юра на Северното полукълбо. Те възстановиха огромна ледена покривка, само малко по-малка по размер от Антарктика. Дебелината му надхвърля 5 км и се простира на 4000 км - от Чукотка до западния край на Сибирската платформа. Предполагаемият щит трябва да е оставил следи от своето съществуване в много големи корита, пълни с континентални и морски юрски седименти (включително седименти от средната и горната част на юрската система). Там обаче все още не са открити следи от юрски ледникови отлагания. В отделни участъци има глендонити и редки фрагменти - следи от разнасяне от сезонен лед. Не ечудно. Според палеомагнитни данни регионът по това време е бил разположен на високи полярни ширини. Реконструкцията на огромна ледена покривка в Североизточна Азия също е опровергана от геоложки факти. Резултатите от споменатата симулация са пълен абсурд. Неговите автори се ръководят изключително от абстрактни съображения и изчисления, като напълно пренебрегват наличните геоложки данни. Този подход е пример за превръщане на ценен метод за палеоклиматична реконструкция в компютърни игри. За съжаление, това значително дискредитира методите за моделиране на палеоклимат като цяло.

Антарктическа ледникова ера(преди 35 милиона години - сега), в който живеем, започва в късния кайнозой. Неговата история и, разбира се, историята на настоящия кватернерен период са интензивно изучавани през последните десетилетия. На тази тема е посветена огромна литература [,]. Тук ще се ограничим само до кратко изброяване на основните събития от антарктическата ледникова ера.

В началото на кайнозоя, през палеоцена и еоцена, климатът на Земята (както и през мезозоя) остава свободен от лед. Краят на палеоцена и началото на еоцена са били особено топли. През този интервал на Земята са наблюдавани няколко температурни максимума. Сред тях се открояват ранният и среден еоценски оптимуми. През втората половина на еоцена започва охлаждане и в Южния океан се появяват първите следи от лед или ледников рафтинг. В същото време сезонният ледоход в Арктика се засили. Очевидно във високите части на Антарктида по това време са се родили планински ледници, чиито езици на места (например в залива Прудос) достигат до морето. Континентална ледена покривка, сравнима с днешната, се е образувала в Източна Антарктика в самото начало на олигоцена, преди около 34 милиона години. Скоро ледниците достигнаха ръба на шелфа. В самия край на олигоцена и началото на миоцена настъпва известно затопляне, придружено от значителни колебания в климата и обема на ледената покривка. Моделирането изчислява, че обемът на източноантарктическия леден щит по това време понякога е бил намален до 25% от сегашния му размер. Най-вероятно тогава са възникнали ледените рафтове Рона и Рос. В късния миоцен отново настъпва силно застудяване. Ледената покривка отново е достигнала континентални размери. Краткотрайно затопляне, подобно на съвременното, е настъпило в средния плиоцен преди 3,3–3,15 милиона години. Почти пълното изчезване на Западноантарктическия щит може да е свързано с него.

Късният плиоцен и кватернерният период се характеризират с бързо прогресивно охлаждане. По същото време в Северното полукълбо започва континенталното заледяване. Ледените покривки са възникнали преди 2,74–2,54 милиона години в Северна Евразия и Аляска. Сезонният леден транспорт на теригенен материал в Северния ледовит океан се е увеличил. Това охлаждане доведе до разрастването на ледената покривка на Антарктика, която преди 20–11 хиляди години достигна ръба на шелфа и континенталния склон на континента. По време на ледникови максимуми ледниците в Евразия и Северна Америка се простираха до средните ширини.

Като цяло през късния кайнозой могат да се идентифицират три основни ледникови максимума: в олигоцена, в края на миоцена и в края на плиоцена – кватернер. Може би те трябва да се разглеждат като отделни ледникови ледникови периоди.

Всички ледникови събития от късния кайнозой както в Антарктида, така и в Северното полукълбо бяха усложнени от цял ​​спектър от по-кратки квазипериодични климатични колебания с различна амплитуда и знак. Понякога (много условно) се наричат ​​ледникови и междуледникови. Съдейки по периодичността, причината за ледниковите колебания са колебанията в слънчевата инсолация. Последните са причинени от наслагването на трептения с различна продължителност, свързани с промените в ексцентричността на земната орбита, ъгъла на наклона на земната ос и нейната прецесия. Общо тези вариации дават сложна картина с групи от цикли, преобладаващи по амплитуда в интервалите от 19–24 хиляди години (прецесионни), 39–41 хиляди години (поради наклона на земната ос), 95–131 и 405 хиляди години (орбитален). Най-краткият от тези цикли (приблизително съответстващ на циклите на Миланкович) определя редуването на ледникови и междуледникови периоди в късния плиоцен и плейстоцен. В седиментите, пробити на шелфовия ледник Рос през последните 4 милиона години, има 32 ледниково-междуледникови цикъла със средна продължителност 125 хиляди години. В Източна Европа са регистрирани 15 ледникови епизода от началото на плейстоцена до началото на холоцена.

В миоцена преобладават климатични колебания с предимно прецесионен характер с периоди от 19–21 хиляди години, а с настъпването на заледяванията в Северното полукълбо - колебания с продължителност 41 и 125 хиляди години, свързани с промени в наклона на Земята. ос и орбита, започнаха да доминират.

Общ характер на заледяванията

Първото нещо, което привлича вниманието при разглеждане на фиг. 1, това е ясно увеличение на броя и плътността на заледяванията през последните 3 милиарда години. Този факт е трудно обясним с по-слабото познаване на древните находища. През втората половина на двадесети век, особено по време на Студената война, във връзка с преследването на стратегически суровини, беше извършено геоложко картиране на почти всички области на нашата планета (дори слаборазвитите страни и недостъпни региони), съставени от древни скали. Впоследствие в тях са открити множество находища на различни минерали. При такива изследвания трудно би могло да се пропуснат ледникови отлагания, които обикновено образуват големи тела, служат като стратиграфски маркери, имат регионално разпространение и освен това привличат вниманието на геолозите с необикновения си вид и произход. Освен това се наблюдава увеличаване на честотата на заледяванията през целия добре проучен късен докамбрий и целия фанерозой. Може да се предположи, че такова увеличение във времето е свързано с отслабване на мантийния вулканизъм и прогресивното развитие на биосферата.

Glacioera от различни възрасти имат някои прилики. Първо, онези ледникови ери, които могат да бъдат датирани, са близки по продължителност (Хуронски - около 200 милиона години, Африкански - 210 милиона години, Гондванан - 190 милиона години). Второ, те са сходни по структура. Всички ледникови епохи се състоят от 3–6 отделни ледникови епохи с продължителност от няколко милиона до няколко десетки милиона години.

В наблюдаваната история на Земята е имало най-малко 20 ледникови епохи. Всички те от своя страна се състоят от отделни ледникови събития, които могат да бъдат класифицирани като ледникови епохи. Подробно изследване на изотопите на кислорода в късния кайнозой и частично палеозой показа, че ледниковите епохи са усложнени от значителни климатични колебания с периоди от 400–500 хиляди до 20 хиляди години.

Glacioera са сходни не само по структура, но и по обща динамика. Те, като правило, започват с кратки регионални ледникови епохи, които, увеличавайки се по размер и интензивност, достигат максимални (обикновено междуконтинентални) мащаби през втората половина на ледниковата ера, разпространявайки се до средни и понякога, вероятно, ниски ширини. След това заледяванията бързо се разграждат. Плейстоценското заледяване очевидно е било максимално в късния кайнозойски ледник. Може да се предположи, че холоценското затопляне (ако не се намесят хората) трябва да бъде последвано от ново малко заледяване.

Между докамбрийските и фанерозойските заледявания се отбелязват не само прилики, но и някои разлики. Първо, отделните докамбрийски заледявания очевидно са били по-разпространени от най-мащабните фанерозойски. Второ, докамбрийските и фанерозойските заледявания са свързани с δ13Ccarb аномалии с противоположен знак (отрицателни в докамбрия и положителни във фанерозоя). И накрая, много неопротерозойски заледявания са последвани от отлагането на единици от характерни тънкопластови доломити. Изброените различия между докамбрийските и фанерозойските заледявания са много важни за изясняване на причините за тяхното възникване. Все още обаче не е намерено убедително обяснение на тези факти.

Възможни причини за заледяване

Причините за заледяванията все още са обект на множество конкуриращи се и взаимно изключващи се хипотези, които засягат широк спектър от процеси - от междугалактически до микробиотични. Сега много изследователи са склонни да вярват, че заледяванията са причинени от взаимодействието на няколко геодинамични, геохимични и биотични процеси. Късноархейските и раннопротерозойските заледявания очевидно са свързани с появата на фототрофни организми и с първичното насищане на атмосферата с кислород. В неопротерозоя и фанерозоя водещата причина за големи климатични колебания (включително появата на ледникови ери) най-вероятно са били геодинамичните процеси и специалният характер на вулканизма. Съдейки по добре проучения последен сегмент от геоложката история, по време на върховете на мантийно-плюмния вулканизъм съдържанието на парникови газове в атмосферата се увеличава, което води до затопляне. Повишена абсорбция на CO 2 от фототрофни организми, с последващото му погребване под формата на въглища, почви, карбонатни и богати на органични утайки, и в допълнение, интензивна абсорбция на CO 2 по време на изветрянето на силикатите, отстраняването му в океана и валежите на въглерод под формата на карбонати също може да причини затопляне. В същото време се наблюдава повишаване на съдържанието на кислород в атмосферата и окисление на метан. Тези процеси, които намалиха съдържанието на парникови газове в атмосферата, доведоха до охлаждане. Ако те съвпаднаха с интензивното потъване на земната кора в мантията в зоните на субдукция и със свързания калциево-алкален експлозивен вулканизъм, тогава настъпи по-нататъшно охлаждане на Земята в резултат на допълнително отстраняване на въглерода от биосферата и неговото погребване в мантията . Запушването на стратосферата с продукти на експлозивен вулканизъм намали прозрачността на атмосферата. В резултат на наслагването на тези процеси топлинният баланс на биосферата намалява и настъпват застудявания и заледявания. Астрономическите цикли, споменати по-горе, бяха насложени върху тези основни климатични цикли, определени от геодинамичните процеси и природата на вулканизма.

Ролята на заледяванията в биосферата

Климатът отдавна се смята за един от двигателите на еволюционните процеси. По-специално беше отбелязано, че термоерите са свързани с увеличаване на биоразнообразието и относителна таксономична стабилност на биотата, а с ледниците, напротив, изчезване и последващо обновяване на биотата. Механизмите за такова актуализиране обаче не са обсъдени подробно. Съвременните данни за заледяванията ни позволяват да направим някои изводи по този проблем. Многостепенната йерархия на ледниковите събития (глациоери → ледникови периоди → ледникови епохи → по-кратки колебания с различни честоти) създава непрекъсната поредица от биосферни кризи. Климатичните процеси, характеризиращи се с висока скорост и различна честота, предизвикаха преструктуриране в различни мащаби във всички подсистеми на биосферата (фиг. 6).

В тропосферата заледяванията причиняват понижаване на температурата, намаляване на преноса на влага и преструктуриране и укрепване на циркулационните системи. По време на заледяванията средната температура на Земята намалява (поне с 5°C).

В хидросферата се появиха ледени рафтове и многогодишни ледени покривки, а температурата и морското ниво паднаха. Това доведе до появата на психросфера, температурна геохимична и газова стратификация на водните маси и промяна в циркулационната система в океана. На континентите шелфовете и епиконтиненталните басейни извън ледниковите зони бяха изсушени, характерът на климатичните, биогеографските и почвените пояси се промени и измести, основата на ерозията намаля, твърдият отток се увеличи и разтворимият отток от сушата отслабна. В земната кора са отбелязани многократни глациоевстатични и изостатични слягания и издигания.

Екологичните и биотични кризи, свързани с всички тези промени, доведоха до изчезване и миграция на организми. Останаха известен брой видове, устойчиви на нови условия, а появата на нови в условията на криза се забави. Имаше някакъв застой на биотата. В същото време освобождаването на значителна част от старите и появата на нови екологични ниши доведе до диверсификация на оцелелите организми. Продължителният и силен стрес по време на каскада от екологични кризи предизвика хипермутации в организмите и като следствие образуването на нови форми. Изборът на устойчиви организми от тях доведе до появата на бионовации. Появата на нови и диверсификацията на форми, преживели кризи, от своя страна доведе до необратимо екологично и по-общо преструктуриране на биосферата. Те допринесоха за еволюционните процеси в биосферата като цяло и в биотата в частност. Така възникна тясна връзка между скоростта на абиотичните и биотичните процеси.

С Huronian Glacioera започва широкото разпространение на цианофитите и първичното насищане на океана и атмосферата с кислород. По време на ранния протерозой и по-голямата част от рифея еволюционните процеси протичат главно на молекулярно и клетъчно ниво. Те завършват в късния рифей с масовата еукариотизация на биотата, която става предпоставка за бурните биосферни и биотични събития на африканската ледникова ера.

Поради многократните повторения на заледявания от различни мащаби и свързаните с тях екологични кризи, африканската епоха на заледяване се характеризира с редица еволюционни импулси, които ускориха биологичната еволюция като цяло. По това време в резултат на поредица от заледявания се формира нова фанерозойска биота и биосфера на Земята. Редки останки от анелидоморфи и бронирани амеби се появяват в разреза на горнорифейските седименти след първите три неопротерозойски заледявания. Седиментите, покриващи вендските тилити на Нанту (стратиграфски аналог на тилитите на Марино), дават първите макроскопични водорасли, биомаркери на гъби и вероятно ембриони на метазои.

След заледяването на Gaskier многоклетъчните организми на Венд процъфтяват: големи акантоморфни акритархи, различни многоклетъчни водорасли (vendotenids, eocholinidae и др.), Появяват се животни от едиакарския тип, а след това билатерии и първите животни с карбонат (claudines) и аглутинирани ( sabellitids) скелет. След заледяването на Байконур възниква голямо разнообразие от малки скелетни организми - фауна с малки черупки.

По този начин, след всяко заледяване на епохата на африканското заледяване, се отбелязва появата на нови групи организми, процъфтяването на някои предишни съществуващи и промяната на доминиращите. В резултат на тези процеси в края на африканската ледникова ера на Земята се формира биосфера от фанерозойски тип. Ускорението кулминира в необичайно бързото развитие на многоклетъчни скелетни и скелетни организми в немакитдалдинския венд и ранния камбрий. Не е случайно, че моментът на рязко ускоряване на тези процеси, неговият екстремум, съвпадна с края на последното събитие от африканската ледникова ера - Байконурския ледников период. Ускоряването на еволюцията по време на африканската ледникова ера е особено забележимо на фона на дългосрочните еволюционни процеси, характеризиращи Голямата ледена пауза.

Гондванската ледникова ера беше придружена от масово завладяване на нови екологични пространства от организми: пелагичната зона (граптолити, ендоцератиди, актиноцератоиди, риби, гущери и др.), земя (разнообразни растения, гори, земноводни, влечуги) и тропосферата (летящи насекоми). Късното ордовикско масово измиране не е внезапна и краткотрайна катастрофа, както обикновено се представя. Подготвен е от поредица от предишни заледявания и биотични събития. Непосредственият тласък за изчезването е Голямото хирнантско заледяване.

Основното биотично събитие на антарктическата ледникова ера е формирането на човечеството. Бързото разминаване на хоминидите се случи успоредно с големите заледявания. Първите представители на подразред Hominidae се появяват през олигоцена, а първите три вида от семейството на хоминидите са открити през горния миоцен, който се характеризира с рязко охлаждане. В отлаганията от още по-студения плиоцен вече са открити 13 вида хоминиди, включително останките от австралопитеци. През първата половина на плейстоцена (преди около 2,4–1,9 милиона години), първите примитивни видове от рода Homo ( H. habilesи т.н.) и най-простите инструменти. Останките принадлежат към втората половина на плейстоцена (преди около 0,6–0,5 милиона години) H. heidelbergensisи следи от системно използване на огън. В края на плейстоцена (преди около 0,2 милиона години, непосредствено преди или по време на Московско-Днепърското заледяване) видът се появява H. sapiens.

В заключение още няколко думи за значението на заледяванията. Те изиграха голяма роля в развитието на биосферата и биотата на Земята. Глациоерите са критични интервали в историята на биосферата, по време на които еволюционните процеси се ускоряват и се формират нови видове биосфери и биоти. По време и след Huronian Glacioera цианобактериите стават особено широко разпространени и първият кислород се появява в атмосферата. По време на африканската ледникова ера се формира биосфера и биота от фанерозойски тип. По време на ледниковата ера Гондвана се появява сухоземната биота. Растенията и животните напълно завладяха земята. Разбира се, не е случайно, че формирането на човечеството се е случило по време на Антарктическата ледникова ера.

Палеогеогр., Палеоклимат., Палеоекол. . Fedonkin M. A. Еукариотизация на ранната биосфера: биогеохимичен аспект // Geochem. Вътр. 2009. Т. 47. С. 1265–1333.
. Catt JA, Maslin M. A. Човешка времева скала // Геоложката времева скала 2012 / Eds. F. Gradstein, J. G. Ogg, M. Schmitz, G. Ogg. Амстердам, 2012, стр. 1011–1032.

От края на докамбрия до началото на мезозоя мегаконтинентът Гондвана обединява Африка, Южна Америка, Индия, Австралия и Антарктида.

Да припомним, че очакваното неколкократно по-малко увеличение на средната температура на Земята се смята за сериозна катастрофа за човечеството.

Район с най-голяма концентрация и най-голяма власт. лед, където започва да се разпространява. Обикновено C. o. свързани с високи, често планински центрове. И така, Ц. о. Ледената покривка на Феноскандиана беше Скандинавските планини. На територията на Северна Швеция ледникът достигна своята дебелина. поне 2-2,5 км. Оттук се разпространява през Руската равнина на няколко хиляди километра до района на Днепропетровск. По време на ледниковите епохи на плейстоцена е имало много цветови системи на всички континенти, например в Европа - алпийска, иберийска, кавказка, уралска, нова земя; в Азия - Таймир. Путорански, Верхоянски и др.

• - тип на разположение на траекториите на автономна система от обикновени диференциални уравнения от 2-ри ред G - област на уникалност, в близост до сингулярната точка x0. Този вид се характеризира по следния начин...

  Математическа енциклопедия

• - групи - множеството Z от всички централни елементи на тази група, т.е. елементи, които комутират с всички елементи на групата. Центърът на групата G е нормален делител в G и даже характерен...

  Математическа енциклопедия

• - халки - комплект. всички елементи на пръстена, които комутират с всеки елемент, т.е. Z =(z|az=za за всички a)...

  Математическа енциклопедия

• - топологична динамична система (St) - най-голямото затворено инвариантно множество, всички точки от което са неблуждаещи точки за ограничаване на оригиналната система до AC Веригата е очевидно непразна, ако...

  Математическа енциклопедия

• - частично подредено множество - подмножество от елементи на частично подредено множество Pc 0 и 1, в което при определено разлагане Pb прекият продукт на един от компонентите е 1, а останалите са 0...

  Математическа енциклопедия

• - геометрична точка, чието положение характеризира разпределението на масите в тяло или механична система...

  Физическа антропология. Илюстрован тълковен речник

• - Синкретична секта. Принадлежи към движението New Age. Централно място в сектата заема култът към НЛО. Най-почитаните лидери на сектата са така наречените контактьори...

  Религиозни термини

• - според Калесник денивелацията между височината на снежната граница и най-високите точки на релефа...

  Геоложка енциклопедия

• - появата, развитието и изчезването на заледяването поради изменението на климата...

  Геоложка енциклопедия

• - организация, упълномощена от Госгортехнадзор на Русия за оказване на практическа помощ на предприятия, организации и физически лица по отношение на осигуряването на безопасност по време на експлоатация, монтаж и ремонт...

  Строителен речник

• - определен период на развитие на самостоятелно заледяване. Има няколко F. образувания: ембрионален - ледникът се ражда от сливането на разпръснати фирнови снежни полета...

  Геоложка енциклопедия

• - размера на увеличението на годишното увеличение на снега и леда в района, разположен над снежната граница; мярка за дейността на ледника...

  Геоложка енциклопедия

• - "..."оптичен център" - точката на пресичане на референтната ос с външната повърхност на дифузора на осветителното устройство;..." Източник: Указ на правителството на Руската федерация от 10 септември...

  Официална терминология

• - PEN-tse/ntr,...
• - food-tse/ntr,...

  Заедно. На части. Дефис. Речник-справочник

• - ПЕН-ц...

  Руски правописен речник

„ЦЕНТЪР НА ЗАЛЕДЕНИЕТО” в книгите