Палеогеография ледниковых эпох

 Второй ритм природных  изменений приходится на миндельскую ледниковую эпоху, третий — на рисскую, четвертый — на вюрмскую с соответствующими им межледниковыми веками, стадиями и осцилляциями. Причина ритмичности изменений природы пока точно не установлена, но надо полагать, что эта ритмичность отражала, прежде всего планетарное положение Земли, ее взаимодействие с Солнцем и сложные процессы ее тектонической и астрономической жизни. В течение четвертичного периода наиболее ярко выразилась ритмичность изменений климата, которые носили глобальный характер. Они приводили к периодическому смещению климатических поясов, и их миграция даже за сравнительно короткий промежуток времени составляла 1000—2000 км. От межледниковья до ледникового периода среднегодовые температуры поверхностных экваториальных вод изменялись на 6—10°. Амплитуда климатических изменений нарастала по мере движения от экватора к полюсам и от морских районов к континентальным. Причем если в областях с морским типом климата происходили колебания в температурном режиме, то во внутриконтинентальных районах изменялась влажность. Сильное похолодание, наступившее в середине раннего плейстоцена, с понижением среднегодовых температур на 10—15° в высоких широтах, привело к образованию вначале мощного снежного, а затем и ледяного покрова. Ледниковые покровы, существовавшие в полярных районах в конце плиоцена, постепенно увеличивались в размерах. Хотя по ряду причин время начала систематических колебаний границ ледниковых покровов определить крайне трудно, принято считать, что значительные перемещения границ льдов начались примерно 700 тыс. лет назад. В эпохи крупных оледенений нарастание мощности ледниковых покровов вызывало их смещение в направлении к экватору. Причем  наибольшее смещение ледяной покров испытывал в районах с влажным морским климатом, в то время как в сухом континентальном климате ледники занимали небольшие площади. Во время наиболее сильных похолоданий ледниковый покров в северном полушарии в среднем достигал 57° с.ш., в отдельных районах языки ледника простирались до 40° с.ш., а в Европе до 48° с. ш. В ледниковые эпохи границы морских льдов смещались в сторону низких широт на 10—15° в северном и на 5—10° в южном полушариях. Одновременно с этим снижался уровень снеговой линии в горах и увеличивалась площадь многолетних мерзлых почв. Появление материкового ледяного щита и глобальное похолодание вызвали интенсивные изменения климатической зональности. По сравнению с современным, пояса арктического и антарктического климата сильно расширились. Арктический пояс простирался до 40—50° с.ш. Эта территория была занята обширными ледниковыми щитами, тундрой, тундростепями и морскими льдами. Пояса умеренного, субтропического и тропического климата были сильно сужены и смещены в низкие широты. В засушливых секторах влажность увеличивалась. Вопрос о размерах и режиме выпадения атмосферных осадков в эпохи оледенений пока не решен. Несомненно, что условия увлажнения в это время в различных районах менялись по-разному. В эпохи максимальных оледенений общее количество атмосферных осадков в пределах континентов сильно уменьшалось, так как сокращалась общая площадь поверхности испарения, покрытая льдом.

Прогрессивное уменьшение общего количества атмосферных осадков  во время ледниковых эпох явилось  одной из причин приостановления  дальнейшего развития континентальных  оледенений. Охлаждающее влияние  ледников на прилегающие территории вызвало возникновение своеобразных перигляциальных природных зон. Для них были  характерны довольно низкие температуры воздуха в течение всего года и очень небольшое количестве суммарной солнечной радиации и очень небольшое количество годовой суммы атмосферных осадков. Такие климатические условия способствовали появлению специфических ландшафтов, сочетавших черты современных тундр и высокогорных степей. 

Рост ледникового покрова  вызвал общее снижение уровня Мирового океана по сравнению с его современным  уровнем. Во время оледенений не только увеличивалась континентального климата, но и происходило дальнейшее снижение температур ввиду того, что значительная доля солнечного тепла из-за высокой  отражающей способности ледяной  поверхности не расходовалась на обогрев планеты. Падение температур и снижение уровня снеговой линии привели к возникновению горных оледенений не только в умеренных, но и в субтропических и тропических поясах.

Плейстоценовые горные ледники  располагались во многих районах  Азии, Африки, на островах Тихого океана и в тропической области Южной  Америки.  Колебания мощности ледниковых покровов в северном полушарии, включая Арктический ледяной щит, происходили синхронно. Геологические, палеоботанические и палеонтологические исследования свидетельствуют о том что во время ледниковых эпох в субтропическом поясе увеличивалась влажность и снижались температуры, а в бессточном Большом Бассейне Северной Америки находились гигантские пресноводные озера Лахонтан и Бонвилл. Доказано, что воды плейстоценовых озер не могли быть талыми ледниковыми. Озера в течение всего плейстоцена были бессточными, а котловины были заполнены в результате возрастания речного стока и увеличения атмосферных осадков. Аналогичные озерные бассейны располагались в Евразии (озера Иссык-Куль, Зайсан, озера Китая и Монголии). Что же касается районов, прилегающих к экватору, то соотношение между оледенениями и плювиалами, т. е. эпохами выпадения обильных осадков во внеледниковых областях, здесь обратное. Ледниковым периодам соответствовали засушливые эпохи, а межледниковьям — дождливые. Геологические данные свидетельствуют о том, что во время ледниковых эпох соленость вод морей, расположенных в тропическом и экваториальном климате, увеличивалась, следовательно, ледниковые эпохи приводили к возникновению сухого климата в тропических областях.  Трудность обоснования изменения климатических условий на основе колебания уровня внутренних бассейнов хорошо видна на примере Каспийского моря. В течение плейстоцена этот бассейн претерпевал значительные колебания уровня. Одни трансгрессии Каспия были связаны с межледниковьями, другие — с ледниковыми эпохами.  В ледниковые эпохи разность между температурами низких и высоких широт в северном полушарии достигала 70°С, в то время как в межледниковые эпохи она составляла всего 30 — 35°С. Увеличение температурных контрастов от межледниковых эпох к ледниковым сопровождалось усилением интенсивности атмосферной циркуляции. Смещение циклонов к экваториальным  широтам  приводило к увеличению увлажненности аридных областей, расположенных на территории Южной Европы, Центральной Азии, Африки и Северной Америки. Циклоническая деятельность в эпохи потеплений обеспечивала обильное выпадение атмосферных осадков в тропических и субтропических широтах. Большое количество атмосферных осадков обеспечивало развитие, с одной стороны, горных ледников, а с другой  увеличивало сток равнинных рек. Именно в плювиальные эпохи на равнинах Гоби, Аравии, Сахары Южной Африки и в Австралии была разработана гидрографическая сеть и повышались уровни озер. В эпохи межледниковий происходило смещение в высокие широты климатических областей, и структура географической оболочки хотя и приближалась к современной, но не была полностью ей тождественна.

Палеогеографические данные, главным образом палеонтологические материалы, со всей очевидностью свидетельствуют  о различных особенностях природных  зон межледниковий и о значительном расширении экваториальных и тропических  поясов по сравнению с эпохами  оледенения. В пределах арктического и антарктического поясов, размеры которых были  близки  к современным,  среднегодовые температуры, как правило, были отрицательными. Средние температуры самого холодного месяца колебались от —30 до —50°С, а в теплые сезоны они повышались до +2°С.  Субарктический пояс характеризовался развитием тундровых и лесотундровых ландшафтов. Средние температуры самого теплого месяца достигали +12°С, и одновременно с этим возрастала годовая сумма атмосферных осадков.  В пределах умеренного пояса, так же как и в современную эпоху были развиты ландшафтно-климатические зоны тайги, широколиственных лесов, лесостепей, степей, полупустынь и пустынь. В зоне тайги в эпохи межледниковий средние температуры в зимнее время не опускались ниже — 20°С, а среднелетние температуры равнялись +10-15° С. Зона широколиственных лесов характеризовалась среднегодовыми температурами до +4°С. В пределах лесостепной и степной зон климат был более теплым. Среднелетние температуры в этих зонах нередко повышались до 20—25 °С. Общее количество атмосферных осадков вряд ли превышало 500 мм и снижалось в центральных районах континентов, где, так же как и в современную эпоху, располагались обширные аридные области, занятые полупустынями и пустынями. В пределах субтропического пояса выделяются области с соответствующим типом растительности. Северная граница субтропического пояса в эпохи значительных потеплений проходила в более высоких широтах по сравнению с современными. Среднегодовые температуры этого пояса колебались в пределах 14—18°С.  В тропическом и экваториальном поясах располагались области с аридным, переменно-влажным (сезонно-влажным) и равномерно-влажным климатом. Среднегодовые температуры в пределах экваториального рояса изменялись в пределах 25-28°С.

 На фоне планетарной  повсеместности, известной направленности  и ритмичности в развитии природы  в четвертичный период следует  отметить ярко выраженные специфические особенности развития процессов оледенения в отдельных крупных районах земного шара. Имеется в виду прежде всего, что:

1) различный характер оледенения территорий находится в зависимости от климата, рельефа и гидрологического режима земной поверхности, определяется балансом и динамикой тепла, количеством влаги. В условиях гидросферы образуются ледяные покровы преимущественно конжеляционного происхождения, на суше — рекристаллизационные и конжеляционные льды, особенно характерные для областей вечной мерзлоты;

2) зональный характер  развития ледников, их мощности  и физических свойств — в зависимости главным образом от географической широты и климатических условий. Можно выделить следующие специфические зоны распространения современных льдов: арктическую и антарктическую зоны льдов морского климата, зону вечной мерзлоты (криолитозону) наземных и подземных льдов и зону высокогорных рекристаллизованных льдов. Все они отличаются сложным и разнообразным температурным режимом, который определяется географическим и высотным положением местности, с чем теснейшим образом связаны гидрологический, радиационный и тепловой режимы атмосферы и толщи льда;

3) провинциальный характер  развития ледниковых и межледниковых явлений — в зависимости от специфики их развития, рельефа и других особенностей природы. Очевидно также, что при общей синхронности и взаимосвязи ледниковых и межледниковых явлений могла иметь место провинциальная разнородность (метахронность) в развитии тех или иных событий. Она состоит в том, что, например, на Русской равнине ледниковые процессы протекали иначе, чем в Сибири. Для Русской равнины характерна множественность ледниковых и межледниковых эпох, щитовой характер ледникового покрова, огромная мощность льда и т. д. для Сибири — менее значительная мощность льда, меньшие его покровы и др.

Резко проявился специфический  характер развития природы за пределами зоны оледенения. Для экваториально-тропической зоны он сказался в более или менее направленном развитии ландшафтов, унаследованном от более раннего времени, в субтропическом поясе пустынь и сухих степей — в смене плювиального и ксеротермического режимов; в пери-гляциальной области, расположенной близко к краю ледников, в смене холодно-кустарниковых тундровых и умеренно холодных таежно-лесных климатов. В течение четвертичного периода здесь происходила неоднократная смена тундровых, лесных, степных и кустарниковых ландшафтов.

Для голоцена характерно дальнейшее поступательное развитие природы, формирование существующей ландшафтно-географической зональности, распределение зон в соответствии с современным рельефом, взаимоотношением моря и суши, климата и других факторов. В голоцене весьма важным направляющим фактором развития природы и протекающих в ней геологических процессов является высокий уровень развития общества и используемых им научно-технических средств.

3.1 Покровное оледенение и формы рельефа.

Покровные ледники, в отличие от горных, занимают целые острова и континенты. Вследствие большой мощности более 3-4 км на их распространение и характер поверхности подледниковый рельеф не оказывает существенного влияния. Формируются тогда, когда снеговая граница снижается до уровня равнин. Поверхность покровных ледников, как правило, плоско-выпуклая, в виде щита. Движение покровного ледника происходит радиально, за счёт рассекания льда от центра щита к периферии, в связи с разницей давления. В центральной части располагается зона питания ледника, где приход, расход и → мощность ледникового покрова увеличивается. На периферии мощность ледника значительно меньше, так как увеличивается абляция.

Озы - валообразные извилистые гряды высотой до нескольких десятков м, шириной от 100-200 м до 1-2 км и длиной (с небольшими перерывами) до нескольких десятков км. Образовались в результате отложения песка, гальки, гравия, валунов потоками талых вод, протекавших внутри покровных ледников.

Камы - холмы, сложенные сортированными слоистыми песками, галечниками и гравием; иногда прикрыты сверху мореной. Высота 6-12 м (иногда до 30 м). Возникают у внутреннего края материковых ледников при таянии мертвого льда.

Остановка - стадия, передвижение – межстадия, межледниковье –  стаивание ледника. 480 тыс. лет назад  до 380 тыс. лет назад шло Окское оледенение. Это ранний плейстоцен. Пихвинское межледниковье с 380 тыс.лет до 240 тыс. лет назад. С 240 тыс. лет до 180 тыс. лет  – Днепровское оледенение. Оно занимало наибольшую площадь и было самым максимальным. 180 тыс. лет до 125тыс. лет - Одинцовское межледниковье. 125 – 110 Московское оледенение. 110 тыс. лет назад (поздний плейстоцен) началось Микулинское межледниковье и держалось где-то 30 тыс. лет. Валдайское оледенение началось 70 тыс. лет назад, и закончилось 12 тыс. лет назад. Тогда наступил голоцен (межледниковье).

Центрами оледенения были – Скандинавия, Новая земля и  Северный Урал. Там мощность ледника  была примерно 5 км. Центр находился  над Ботническим заливом. Каждое последующее оледенение уничтожало следы предыдущего. Следы оставались только во впадинах.

Деятельность всех этих ледников была одинакова. Зона экзарации –  Скандинавия и Карелия. Более  молодой ледник там, где ледник был недавно. Каждая стадия ледника оставляла конечную морену. Конечная морена характерна для стационарного ледника (когда ледник тает по краям), тогда возникает сложенный конечно моренный комплекс. Морена вытянута и показывает очертания края ледника.

После Валдайского оледенения хорошо сохранились аккумулятивные формы. Главные черты рельефа  в пределах полосы аккумуляции обусловлены  основной мореной, представляющей сочетание  многочисленных холмов неправильных очертаний  и разделяющих их западин. Много  конечно-моренных образований, фиксирующих  стадии образования ледника. В области  ленинградской области сохранился своеобразный друмлинный ландшафт.

Друмлины – вытянутые (длинной от нескольких сотен метров до 3 км), ассиметричные холмы, шириной  до 200 метров и высотой до 50 метров. Длинные оси друмлинов расположены  в направлении движения льда.

Заключение