Что такое оледенение?
Оледенение — это глобальный природный процесс, который включает в себя накопление всех видов природного льда на планете. Под этим термином понимают также всю совокупность ледяных образований, существующих в гидросфере и верхних слоях литосферы: ледники и ледниковые щиты, подземные льды, снежники, наледи и другие формы.
Как начинается и сохраняется оледенение?
Зимние снегопады и ледостав на реках и озёрах — явления сезонные. Истинное оледенение начинается тогда, когда лёд и снег не успевают полностью растаять за лето и сохраняются из года в год. Именно так тысячелетиями существуют ледники в Арктике и высокогорьях. Ледяной щит Антарктиды, например, формировался более 20 миллионов лет, а постоянный ледяной покров Северного Ледовитого океана существует около миллиона лет.
Великие оледенения прошлого
Около миллиона лет назад на Земле произошло значительное похолодание климата. Теплолюбивая растительность средних широт уступила место лесам и степям, приспособленным к холоду, а многие виды млекопитающих вымерли. Но главным следствием стало масштабное разрастание ледников в Северном полушарии. На пике последнего оледенения, примерно 250 тысяч лет назад, льды покрывали площадь свыше 40 млн км². Толщина ледника на Европейской равнине достигала 2,5 километров, а его язык по долине Днепра доходил до территории современного Днепропетровска. Этот единый ледниковый щит в три раза превосходил по размерам современную Антарктиду.
После стадии максимума началось отступление ледников, которое прерывалось периодами их нового роста. Например, в XII–XV веках, во время так называемой Малой ледниковой эпохи, горные ледники в умеренных широтах вновь увеличились. С 1920-х годов XX века наблюдается повсеместное отступание ледников, которое продолжается и сегодня, несмотря на некоторое замедление в 1960-е годы. Таким образом, ледниковый период, начавшийся миллион лет назад, ещё не закончился, и мы живём в относительно тёплую межледниковую эпоху.
Следы древних ледников
О грандиозных ледниках прошлого учёные узнают по характерным формам рельефа и отложениям. Это и ледниковые шрамы-царапины на скалах, оставленные вмёрзшими в лёд камнями, и разбросанные по равнинам валуны, принесённые издалека. Край древнего ледника часто отмечен грядами конечных морен. За такими валами нередко скапливались талые воды, образуя огромные приледниковые озёра.
На дне этих озёр ежегодно откладывались парные слои ила — летний (толще) и зимний (тоньше). Эти ленточные глины, подобно годовым кольцам деревьев, являются точной летописью, позволяющей определить, когда ледник отступил из данного района. Дополнительную информацию о климате прошлого даёт анализ пыльцы растений, сохранившейся в древних отложениях. Смена холодолюбивых видов на теплолюбивые говорит о потеплении. Возраст органических остатков (растений, животных), погребённых ледником, точно определяется радиоуглеродным методом, который позволяет заглянуть в историю последних 70 тысяч лет.
Плейстоцен и более древние оледенения
Изучая эти следы, учёные восстанавливают историю плейстоцена — последнего ледникового периода, который является частью четвертичного периода, или антропогена (времени появления человека). К этому времени относится формирование зандровых равнин — обширных песчаных пространств, отложенных потоками талой ледниковой воды.
Однако плейстоцен — не единственное оледенение в истории Земли. Следы льдов находят в породах возрастом сотни миллионов лет. Например, около 450 млн лет назад ледниковый щит покрывал территорию нынешней Сахары, а 280 млн лет назад — южные части Африки, Америки и Австралии. Учёные предполагают, что великие оледенения на нашей планете повторяются с периодичностью примерно в 180–200 миллионов лет.
Причины оледенений: от Галактики до жизни на Земле
За последнее столетие было выдвинуто множество гипотез, объясняющих причины глобальных похолоданий. Их можно объединить в три группы: связанные с влиянием Галактики, с изменением активности Солнца и с процессами на самой Земле. Скорее всего, причина оледенений комплексная. Например, оно могло наступать, когда период наибольшей удалённости Солнечной системы от центра Галактики совпадал со снижением солнечной активности, а на Земле в это время мощные вулканические извержения повышали содержание углекислого газа в атмосфере.
Одна из интересных современных гипотез связывает оледенение с расцветом жизни. В тёплые периоды бурно развивающаяся растительность поглощает огромные объёмы углекислого газа из атмосферы. Атмосфера становится прозрачнее, теплоотдача с поверхности планеты усиливается, что ведёт к похолоданию. Затем, с падением температуры, поглощение CO₂ растительностью сокращается, его содержание в воздухе восстанавливается, и цикл может повториться.
Устойчивость и роль ледников
Образовавшись, ледники приобретают удивительную устойчивость. Накопившись за многие снежные годы, они сами создают себе защиту: белая снежная мантия прекрасно отражает солнечные лучи, предохраняя лёд от таяния. Чтобы уничтожить крупный ледник, требуется потепление, более сильное и продолжительное, чем предшествовавшее ему похолодание.
Роль оледенения на планете огромна. Во-первых, ледники — это гигантские естественные холодильники. Запасённый в них холод в три раза превышает количество солнечной энергии, поглощаемой Землёй за целый год. Они защищают планету от перегрева, что особенно актуально в эпоху усиления промышленной деятельности человека. Во-вторых, оледенение создаёт контрасты на поверхности Земли, усиливает циркуляцию воздушных масс и увеличивает разнообразие климатов и экосистем. И, наконец, ледники — это колоссальные запасы чистой пресной воды, хранящиеся в самой надёжной природной «таре».
Человек и оледенение: новая угроза
Вмешательство человека в природные процессы уже привело к непредвиденным последствиям. Промышленная деятельность, насыщающая атмосферу углекислым газом, по сути, предотвратила наступление новой фазы оледенения. Однако теперь над «властью льда» нависла другая угроза — ускоренное таяние. Рост температуры, вызванный парниковым эффектом, и производство энергии, сравнимое по масштабам с 1% солнечной радиации, могут привести к катастрофическому разрушению ледников. Это грозит подъёмом уровня Мирового океана на десятки метров, увеличением числа айсбергов, учащением снежных лавин и селей.
Таким образом, оледенение — не пережиток прошлого, а активный и жизненно важный компонент климатической системы Земли. Его сохранение — ключевой вопрос будущего нашей планеты.