Леонид Серебрянный - Древнее оледенение и жизнь

• Название: Древнее оледенение и жизнь
• Автор: Леонид Серебрянный
• Издательство: Наука
• Жанр: Природа и животные
• Год: 1980

В центре внимания предлагаемой книги — новейшая история эволюции биосферы, охватывающая четвертичный период. Систематизация существующих представлений о природе этого периода, и в частности о покровных оледенениях, позволяет по-новому взглянуть на процессы развития органического мира. На примере наиболее изученного последнего оледенения Земли дана картина изменения природных зон в пространстве и времени.

---

Имеются многочисленные фактические данные по разным районам земного шара, указывающие на приближение уровня Мирового океана к современному положению около 7,5 — 7,0 тыс. лет назад (рис. 17). Зато по поводу амплитуды и направленности дальнейшего развития процесса развернулась дискуссия. Некоторые ученые полагают, что нынешний уровень океана был достигнут только за последние тысячи или даже сотни лет, тогда как ещё 5 — 4 тыс. лет назад он находился метров на шесть ниже. Другая, не менее многочисленная группа ученых приводит свидетельства повышения в тот же период уровня океана на 3 — 4 м выше современного и последующих колебаний небольшой амплитуды.

Результаты радиоуглеродного датирования образцов из древних береговых отложений в тектонически устойчивых платформенных районах убедили нас в правомерности второй точки зрения. Особо следует подчеркнуть, что подтверждения были получены не только для открытых океанских побережий, но и для берегов морей, имеющих ограниченную связь с океаном (например, для Черного моря).

Итак, примерно 4,0 — 3,5 тыс. лет назад уровень Мирового океана поднимался на несколько метров. В результате были затоплены прибрежные низменности и устья рек, причем этот процесс усугублялся в условиях тектонического погружения. В ходе последующего быстрого спада уровня океана прибрежные мелководья вновь осушились.

Известны многочисленные попытки сопоставления колебаний уровня океана и изменений климата за последние несколько тысячелетий. В середине I тысячелетия до н. э. на фоне общего потепления климата и повышения уровня морей на 1,5 м в Европе началось развитие культур железного века. В римское время климат ухудшился, произошли значительные подвижки ледников в Альпах и уровень морей понизился на 2 м. Последующее потепление совпало с затоплением многих портов античного Средиземноморья. На южных берегах Северного моря сооружаются земляные плотины. Позднее средневековье Европы с его суровыми снежными зимами характеризовалось некоторым спадом уровня моря.

Последние 400 лет характеризуются более или менее систематическими метеорологическими и уровнемерными наблюдениями. С 1890 по 1950 г. уровень Мирового океана повышался со средней скоростью 1,2 мм/год, что согласуется с тенденцией к улучшению климата. Гляциологические исследования показали, что потепление климата в умеренных и полярных широтах в первой половине нынешнего века тесно коррелируется не только с повышением уровня океана, но и с отступанием краев ледников, при этом многие небольшие леднички в горах вообще исчезли.

Такие вековые колебания климата и ледниковых процессов, происходящие синхронно на всей планете, связаны, вероятно, с периодическими изменениями солнечной активности. Кроме того, существуют и другие объяснения природы этих колебаний (изменения состава земной атмосферы после вулканических извержений, автоколебательные механизмы и т. д.).

Какое практическое значение имеют эти исследования? Очевидно, что изменения режима ледников отражаются на показателях стока рек, начинающихся в ледниковых областях, а также определяют запасы пресной воды, аккумулированной в самих ледниках. При разработке проектов экономического развития таких территорий важно знать поведение ледников. Чтобы получить такую информацию, необходимо, конечно, глубоко проникнуть в сущность механизма колебаний ледников. Такие исследования проводятся не только на основе тщательных натурных наблюдений в труднодоступных ледниковых областях, но и в лабораторных условиях. В основе разработки теории колебаний ледников лежит численное моделирование с использованием электронно-вычислительных машин.

Несмотря на достигнутые успехи, пока еще нельзя дать надежные долгосрочные прогнозы поведения ледников. Нет уверенного ответа и на вопрос: грозит ли человечеству новое наступание ледников? Не исключено, что очередная волна похолодания и разрастания ледников может произойти еще при жизни нынешнего поколения, во многих горноледниковых районах Средней Азии, Кавказа, Альп, Скандинавии, Кордильер за последние годы участились случаи наступания ледников, однако устойчива ли эта тенденция, сказать трудно.

Если за основу прогнозов принять имеющиеся результаты радиоуглеродного датирования молодых подвижек ледников в горных странах, то очередной период резкой активизации оледенения следует ожидать только около 4300 г. При этом расчете сделано допущение, что сохранится такой же интервал пониженной интенсивности ледниковых процессов, как между двумя последними вспышками оледенения в Альпах (серии зимминг и фернау). Такой интервал продлится еще 2,6 тыс. лет, и наблюдающиеся за последние десятилетия разнонаправленные тенденции развития оледенения следует оценивать лишь как небольшие колебания. От начала очередного материкового оледенения нас отделяет не менее 15 тыс. лет.

ЛЕДНИКОВЫЕ УБЕЖИЩА И ТЕМПЫ РАССЕЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ

Вопрос о возможности жизни высших растений и животных в горах во время оледенений давно привлекал внимание ученых разных специальностей. Особенно много материалов накоплено по Скандинавскому нагорью, где во время последнего оледенения в принципе могли существовать небольшие участки, свободные от льда. Впервые такое предположение было высказано в конце XIX в. норвежским ботаником А. Блиттом и шведским зоологом Р. Сернандером. В качестве наиболее подходящих мест для ледниковых убежищ, или рефугиумов, скандинавские исследователи отмечали высокогорные районы. Здесь были обнаружены изолированные местообитания некоторых видов растений и животных, удаленные от основного ареала либо представляющие собой разобщенные части ареала.

Среди растений таких видов насчитывается около 30. Многие из них концентрируются в двух районах нагорья: в массивах Ютунхеймен, Доврефьелль и Тролльхеймен на юге и от долины Сальтдаль до западного Финнмарка на севере. Виды, встречающиеся в обоих районах, например лапландский рододендрон, называют бицентричными, а встречающиеся только в одном районе — уницентричными.

Концепция ледниковых убежищ не избежала строгой критики. Ее острие было направлено против использования для палеогеографических реконструкций современных ареалов. В самом деле, разобщенные местонахождения растений и животных в горах можно рассматривать не только как ледниковые убежища, но и как результат образования островных ареалов в связи с похолоданием в позднем голоцене.

Помимо собственно горных убежищ, Р. Сернандер, Р. Нурхаген и другие исследователи выделяли прибрежные убежища, не покрывавшиеся льдом во время оледенений. К таким участкам были отнесены побережье Мере, некоторые из Лофотенских островов, берег Финнмарка и др. (рис. 18). Тем не менее высказывались и сомнения по поводу существования прибрежных убежищ. Шведский ботаник X. Шёрс отметил, например, отсутствие веских фактических аргументов палеонтологического характера и недостаточность использования современных ареалов.

В ряде пунктов на западном побережье Норвегии с помощью спорово-пыльцевого анализа было установлено существование богатой и разнообразной арктоальпийской флоры в позднеледниковое время и в раннем голоцене, задолго до того как появилась возможность для миграции растений по суше. Наиболее вероятно, что в ту пору семена растений заносились с запада морскими течениями, ветром и птицами. Таким образом, предположение о существовании убежищ в ледниковую эпоху не подтверждается с биогеографических позиций.

Геологи и географы полагали, что во время оледенений мощность льдов уменьшалась по направлению к западному побережью Северной Скандинавии, к которому спускались только языки выводных ледников. Между этими языками якобы оставались свободные от льда участки. Непосредственно в пределах Скандинавского нагорья убежища могли быть приурочены к скалистым вершинам и гребням, поднятым над выровненной поверхностью основной части нагорья. Высота этой поверхности составляет 1000 — 1200 м над уровнем моря, тогда как сильно расчлененные скальные гребни и вершины возвышаются до 1500 — 2000 м и более.

Обширные валунные поля, встречающиеся на основной выровненной поверхности нагорья, особенно в его западной части, образовались в результате частой смены процессов таяния и замерзания. Для этого, однако, вовсе не требовалось много времени: судя по нынешним быстрым темпам морозного выветривания, каменные россыпи вполне могли сформироваться в голоцене. Во всяком случае, нет никаких поводов относить их именно к эпохе оледенения.

Рис. 18. Распространение горных маков в Норвегии (по Р. Нурхагену)

1 — Papaver relictum; 2 — P. Nordhagenianum subsp. ovatilobum; 3 — предполагаемые убежища ледникового времени

На востоке нагорья развит покров основной морены. Изучение состава встречающихся в ней валунов показало, что эти обломки были принесены не местными ледниками, а мощным ледниковым покровом, местами поднимавшимся до 1500 м над уровнем моря. Вершины и гребни, находящиеся выше этой отметки, и в настоящее время покрыты льдом и снегом. Следовательно, вряд ли они могли представлять собой обнаженные скалы в эпоху оледенения. Итак, возникает противоречие между фактами, указывающими на сплошное распространение последнего ледникового покрова, и биогеографической аргументацией в пользу существования убежищ для некоторых видов растений и животных. Правда, по мнению шведского географа Р. Даля, участки наибольшего развития оледенения могли перемещаться во времени и пространстве. Эта концепция представляется довольно логичной. Во всяком случае, она помогает объяснить, каким образом на территории нагорья на начальных и заключительных стадиях оледенения могли оставаться свободные от льда участки.