Ледяные лишаи - Евгений Гернет

Но система «Земная поверхность — Атмосфера» не является замкнутой, она открыта для внешних по отношению к ней воздействий, идущих из недр Земли и от Солнца. Начальной причиной оледенения Земли были внутренние процессы, происходящие в ее недрах. Они привели к поднятию и горизонтальному смещению материков, росту горных хребтов. На них и стали возникать и стекать вниз по склонам ледники. Раньше всего, десятки миллионов лет назад, ледники образовались на южном полярном материке, окруженном со всех сторон океаном. Океан ограничивал распространение оледенения за пределы материка. С течением времени образовался устойчиво существующий до наших дней Антарктический покровный ледник — «локализованный стационарный ледяной лишай», как его называет Гернет.

Его образование создало источник постоянного охлаждения, грандиозный холодильник нашей планеты, что способствовало образованию Гренландского покровного ледника. В отличие от южного океанического полушария, в северном материковом полушарии оледенение могло возникнуть и на соседних с Гренландией территориях. Образовались «рефлекторные ледяные лишаи», по Гернету. С этого времени, около миллиона лет назад, началось распространение оледенения на равнины Северной Америки и Северо-Восточной Европы, замерзание внутреннего полярного океана и превращение его в Северный Ледовитый океан. Затем после максимального распространения льдов началось их сокращение — «первая пульсация Гренландского ледяного лишая», по Гернету.

Наступание и отступание ледников, смена ледниковых эпох межледниковыми повторялись неоднократно. Эти большие гляциоклиматические колебания вызывались взаимодействиями внутри системы «Земная поверхность — Атмосфера» (включая в понятие земной поверхности и океан). Но вместе с тем они, по-видимому, стимулировались и колебаниями инсоляции или облучения Земли Солнцем.

Колебания инсоляции, обусловленные астрономическими причинами, были рассчитаны в 20-х годах XX в. югославским астрономом М. Миланковичем. Его расчеты затем неоднократно проверялись и уточнялись. Колебания инсоляции не вызывают сомнений, но вопрос о том, насколько велико их влияние на климат, стал предметом не прекратившейся до настоящего времени дискуссии.

Автоколебательной природе смены ледниковых эпох межледниковыми не противоречит возможность влияния на них и внешних воздействий, как известных в настоящее время, так и других, которые могут быть установлены в будущем. Но «самосильное» развитие оледенения, предположенное Гернетом, является, по-видимому, определяющим.

Значение охлаждающего влияния снега и льда на климат было обосновано в конце XIX в. А. И. Воейковым[18]. В 20-х годах XX в. английский климатолог Ч. Брукс сделал расчет дополнительного охлаждения климата, вызываемого ледяным покровом и способствующего его распространению[19]. В те же годы немецкий климатолог Ф. Пашингер высказал идею об автоколебаниях горных ледников[20], но первым, кто независимо от них и в логически безупречной форме обосновал теорию автоколебаний климата и оледенения, был Е. С. Гернет (вспомним слова К. Г. Паустовского о «стройной неопровержимости» его теории). И он в отличие от Пашингера рассмотрел не только автоколебания ледников, но всей системы, включающей ледники, морские льды, океан и атмосферу. Внутренние взаимодействия в этой системе могут быть учтены и направлены человеком так, чтобы наиболее рационально согласовать с ними свою хозяйственную деятельность.

Осуществление проекта уничтожения Гренландского ледяного лишая, предлагаемого Гернетом, принципиально возможно. Также возможно и искусственное очищение Северного Ледовитого океана от плавучих льдов. Такие проекты обсуждались в современной научной литературе. Превращение Северного Ледовитого океана в безледный полярный бассейн несомненно изменило бы климат Северной полярной области и всего северного полушария. Нужно ли и своевременно ли осуществлять подобные проекты и каких усилий и затрат энергии это потребует — другой вопрос. Но важно то, что вмешательство человека в ход природных событий огромного масштаба и значения возможно. Если бы изменения климата зависели только от внешних воздействий, таких, как тектонические силы Земли, вызывающие горообразование, или колебания инсоляции по астрономическим причинам, или любые другие, то человек был бы бессилен (по крайней мере при современной технике) влиять па них.

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.

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, C14). 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).