Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед - Дж. Д. Макдугалл

Скорость перемещения Индии на север резко снизилась, когда началось ее столкновение с Азией, но сжатие между этими континентами продолжается и по сей день. Силы, участвующие в таком столкновении, невообразимо велики. Кора Индии, состоящая из типичных континентальных пород с низкой плотностью, не может погрузиться глубоко в мантию — она слишком плавучая. Но по мере того как она дробилась об Азию, она все же попыталась следовать движению морского дна, которое погружалось в зону субдукции. При этом часть ее проскользнула под Азию, образовав там континентальную кору вдвое более мощную, чем где-либо еще в мире. Сопровождавшие этот процесс огромные напряжения неизбежно вызвали раскол и растрескивание коры. Большая часть поднятия Гималаев за последние несколько миллионов лет происходила в форме выпячивания отщепов коры, которые в условиях двустороннего бокового сжатия были выжаты кверху вдоль круто падающих сбросов, когда Индия безжалостно нажимала в северном направлении в сторону Азии. Этот процесс был спорадическим, но непрерывным, шел внезапными рывками и сопровождался сильными землетрясениями: он включается, когда напряжения, действующие в трещинной зоне, становятся слишком большими и два соседних блока проскальзывают мимо друг друга.

Ближайшие окрестности Гималаев не являются единственным местом, где происходят разрушительные землетрясения, связанные со столкновением между Индией и Азией. По мере того как Индия продвигалась на север, кора утолщалась, части ее были задвинуты под кору Азии, а другие части вытеснены вверх вдоль плоскостей взбросов. Но это не могло погасить продолжающееся движение плит. Кроме того, части Азии были сжаты и повернуты к востоку, в сторону от направления все еще продолжавшегося движения Индийского континента. Большая часть этого движения происходила вдоль сбросов широтного направления, и оно все еще продолжается, поскольку Индия все еще продолжает свое движение на север. Последствия этих движений ощущаются за тысячи километров от этого района. Землетрясения, погубившие сотни тысяч жизней в Китае, произошли вдоль линий сбросов, связанных с этим столкновением. Также и озеро Байкал в южной Сибири, самое большое пресноводное озеро в мире, лежит в рифте, который образовался, вероятно, когда Азия подверглась сжатию со стороны Индии и повернулась под этим нажимом.

Прежде чем оставить тему горообразования в кайнозое, стоит вкратце коснуться воздействия таких событий на климат Земли. Мы уже видели, что движение континентов, изменяя пути циркуляции воды в океанах, может влиять на климат, как произошло, когда после раскола Гондваны Антарктида оказалась изолированной околополярным течением и на ней образовалась ледяная шапка. С другой стороны, на циркуляцию атмосферы влияют горы. Иногда они действуют как барьеры для приповерхностных потоков воздуха и могут сильно влиять на распределение атмосферных осадков. Это наблюдается вдоль западного берега Северной Америки, где влажный тихоокеанский воздух направляется вверх через хребты, подобные горам Сьерра-Невада в Калифорнии, заставляющие его терять большую часть своей влаги. В результате этого к востоку от лыжного региона, где обычно зимние снега толщиной до 3-4 метров, лежит сухая пустыня Долина Смерти. Гималаи и Тибетское плоскогорье оказывают еще более драматическое воздействие, поскольку они играют огромную роль в распределении индийских муссонов — части системы мировой циркуляции воздуха, которая влияет на распределение климата на всей планете. При приближении лета солнце нагревает высокое Тибетское плоскогорье и воздух над ним, вызывая изменения в общей схеме атмосферной циркуляции, которые притягивают влажный тропический воздух и способствуют выпадению осадков с юга на запад в сторону Индийского субконтинента. Тщательное изучение ископаемой летописи из этого района показало, что сильные сезонные муссоны, которые отличают современный климат этой области, появились только после поднятия Гималаев и Тибетского плоскогорья.

ОХЛАЖДАЮЩАЯСЯ ЗЕМЛЯ

Мы уже видели, что различные индикаторы климата, такие как края листьев и содержание изотопов кислорода, показывают, что начиная с раннего эоцена, средние температуры на Земле все время понижаются (рис. 11.4). В конце концов на Земле стало настолько холодно, что в приполярных областях зимние снега стали лежать круглый год; Земля вошла в новый век оледенения. Такие периоды время от времени встречались в истории Земли, но все же довольно редко. Они оставляют ясный след в геологической летописи в форме отложений гравия, содранных льдом и отложенных вдоль краев ледника, или в виде ленточных глин, описанных в главе 4, или в виде ледниковых царапин и штрихов, проделанных в коренных породах при движении ледяных масс.

Кайнозойский ледниковый эпизод преобразовал ландшафт на большей части северного полушария. Косвенным образом он подарил нам одно из самых ценных полезных ископаемых — отложения песка и гравия. Он также сформировал кое-где захватывающие дух пейзажи, а также породил мириады озер, которые усеивают северные области России, Европы, Канады и Соединенных Штатов. На ход эволюции в кайнозое — в частности, эволюции человека — сильно повлияли наступления и отступления полярных ледников. И несмотря на тот факт, что мы сейчас живем в межледниковую эпоху — временно теплый период, нет никаких причин подозревать, что текущий эпизод оледенения подошел к концу. Еще каких-нибудь 15 000 лет назад места, где сейчас располагаются многие современные североамериканские города, были погребены под мощной толщей льда, а в будущем продвижение в сторону экватора полярных ледяных шапок может покрыть их льдом снова. В следующей главе мы завершим наше путешествие по геологическому времени, рассмотрев, что думают современные ученые об оледенении, климатических изменениях, а также об истории и последствиях «плейстоценового» оледенения.

Глава 12.

ВЕЛИКОЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ

Пусть спорят жители Бомбея или Риада, но Земля в данное время находится в тисках оледенения. Верно, данный момент — это промежуток относительного потепления, межледниковый период, но в течение нескольких прошедших миллионов лет наша планета была, в среднем, холоднее, чем на протяжении большей части своей истории. Сегодня на ней существуют ледяные шапки около северного и южного полюсов размером с континент. Всего лишь в 300 километрах от экватора на горе Килиманджаро находится постоянный ледник пятикилометровой ширины. Причины периодических сильных похолоданий, которые переживала Земля, по-видимому, довольно сложны и еще не вполне ясны, несмотря на десятилетия изучения этого явления. Но детали самого последнего Ледяного Века, в котором мы и сейчас живем, становятся все более документированными. Такие явления, как колебания объема ледяной массы, изменения уровня океана, реакция растительности на суше на изменения климата и далее фактические температурные флуктуации за последние несколько миллионов лет — все это уже довольно хорошо известно. История, которую поведали нам эти данные, чрезвычайно увлекательна, и она вдвойне увлекательна, поскольку эволюция человека пришлась как раз на этот период и на нее сильно повлиял меняющийся климат. Геологическая летопись показывает, что местные и даже глобальные климатические режимы иногда очень быстро изменялись на временных шкалах, коротких даже по человеческим стандартам. Это наводит на мысль, что малые изменения факторов, которые сами по себе кажутся не очень важными, могут путем взаимодействия с другими влияниями и в результате действия механизмов обратной связи вызвать значительные сдвиги в климате. Многие из таких внезапных сдвигов оказали хорошо документированные воздействия на развитие человеческой цивилизации. Даже без вызванных человеком изменений климата мы должны быть готовы к крупным изменениям его в будущем. По аналогии с предсказанием одного знаменитого американского банкира относительно биржевого курса акций, климат, по всей вероятности, будет колебаться.

РАСПОЗНАВАНИЕ ПЕРИОДОВ ОЛЕДЕНЕНИЯ

Интересно порассуждать на тему о том, можно ли было бы узнать об оледенениях континентального масштаба по страницам каменной летописи, если бы не сегодняшнее наличие на Земле многочисленных ледников. В начале девятнадцатого столетия некоторые европейские ученые поняли, что ледники, которые они могли исследовать в Альпах и других местах, когда-то в прошлом могли иметь гораздо большие размеры. Они пришли к этому заключению после того, как обратили внимание на то, что в районах, весьма отдаленных от современных ледников, встречаются отложения, очень похожие нате, которые можно наблюдать на краях активных ледников. В 1795 году Джеймс Хаттон, шотландский геолог, первый сформулировавший принцип актуализма, — печат-но высказал предположение, что странные «эрратические» (случайно разбросанные) валуны окрестностей