Пласты горных пород - окаменевшее прошлое нашей планеты. Их исследуют ученые многих специальностей, в частности палеогеографы, восстанавливающие ландшафты и климаты далекого прошлого.
Одним из первых палеоклиматологов был Жорж Кювье. Он утверждал, что на Земле периодически происходят катастрофы, уничтожающие жизнь на обширных пространствах и меняющие характер осадконакопления. Последнюю катастрофу Кювье связывал с внезапным похолоданием, погубившим, в частности, мамонтов, и с великим потопом. При всей уязвимости гипотезы Кювье в ней содержалась немалая доля истины.
Реальность "ледниковой катастрофы" была убедительно доказана во второй половине прошлого века в трудах шотландского геолога Джона Гейки, шведского географа Отто Торелля и замечательного русского ученого Петра Алексеевича Кропоткина. К концу XIX века ледниковая теория завоевала всеобщее признание. Одно из основных ее положений - вывод о неоднократности крупных материковых оледенений в верхних и средних широтах северного полушария за последние один-два миллиона лет (в плейстоценовый, или ледниковый, или четвертичный, или антропогеновый - кто как называет - период).
Конечно, по нашим обыденным меркам событие, охватывающее десятки тысяч лет, не назовешь внезапным, катастрофическим. Однако в геологических масштабах времени, где счет идет на миллионолетия, оледенения плейстоцена действительно выглядят катастрофами.
Развитие палеоклиматологии шло по мере накопления фактов и открытия новых методов реконструкции климатов
прошлого. Сейчас палеогеографы получили в свое распоряжение немало более или менее надежных геологических термометров, влагомеров, а также часов. В отличие от обычных приборов эти имеют самый различный облик и характер. По соотношению изотопов кислорода в органических остатках можно судить о температуре древнейших морей, так как при жизни моллюски накапливают эти изотопы в своих раковинах при разных температурах воды в разных пропорциях. По количеству оставшихся продуктов радиоактивного распада некоторых элементов можно судить о возрасте вмещающих пород.
Несмотря на успехи радиогеологии, до сих пор наибольшей популярностью в палеоклиматологии пользуются биологические и литологические методы. Окаменевшие остатки и отпечатки животных и растений помогают восстанавливать ландшафты прошлого (которые, безусловно, зависели от климата).
Слои горных пород также образуются по-разному, в зависимости от климатических условий.
Кроме того, в слоях немало окаменевших свидетельств тех или иных мимолетных событий прошлого: щербинки от древних дождей, волновая рябь речных и морских мелководий, следы наводнений и пожаров, отпечатки лап животных, ледниковые шрамы и пр. и пр.
Итак, ученые научились восстанавливать климаты геологического прошлого. Обобщая имеющиеся факты, советский климатолог М. И. Будыко сделал следующие заключения:
1. За последние несколько сот миллионов лет преобладали климатические условия, резко отличающиеся от современных. В течение этого времени, за исключением последнего, относительно короткого четвертичного периода, температура в тропических широтах была близка к современной, а в умеренных и высоких широтах - гораздо выше, чем ныне.
2. Значительный контраст температур между экватором и полюсами наметился около семидесяти миллионов лет назад - в начале третичного периода - и с той поры довольно медленно усиливался.
3. В четвертичном периоде температура в высоких широтах резко снизилась. Материковое оледенение, возникшее в северном полушарии, несколько раз увеличивалось, достигая умеренных широт, а затем опять отступало в высокие широты. Последнее (вюрмское) наступление ледников в Евразии закончилось около десяти тысяч лет назад.
4. В последние десять тысяч лет термические условия в высоких и умеренных широтах продолжали изменяться, что было связано со значительными колебаниями площади полярного ледяного покрова.
5. В последнем столетии колебания климата продолжались. В первой половине нашего века имело место потепление, которое было особенно заметным в 20-х и 30-х годах. В 40-х годах это потепление сменилось некоторым похолоданием. Современные изменения климата были наиболее заметны в умеренных и высоких широтах северного полушария.
Хотелось бы несколько дополнить эти выводы. Несмотря на преобладание в истории Земли теплых климатов - без резких контрастов от полюсов к экватору, крупные оледенения, значительнее четвертичных, наблюдались в карбонеперми (около трехсот миллионов лет назад), в венде (около шестисот миллионов лет назад) и в более отдаленные времена.
Следы древнейших оледенений обычно приурочены к областям, ныне далеким от полярных зон (пермо-карбоновое оледенение охватывало частично Южную Африку, Южную Америку, Индию, Австралию). Это, между прочим, служит веским доводом в пользу гипотезы перемещения материков.
Судя по палеогеографическим картам, составленным для разных эпох, в пределах континентов значительно изменялось соотношение суши и моря. Временами моря захватывали большую часть материков, временами они сокращались в размерах (к эпохам, сопровождающимся поднятиями суши, приурочены ледниковые периоды).
Геологические реконструкции некоторых ученых показывают, что в истории Земли были, возможно, эпохи повышенной тектонической активности, когда особенно быстро вздымались горные страны, особенно мощно извергались вулканы и вообще Земля как бы испытывала конвульсии, катастрофы, геологические революции.
Мнения о геологических катастрофах далекого прошлого Земли сводятся схематично в три группы: великие морские трансгрессии и регрессии; усиление "внутренней", тектонической активности; действие космических сил.
Палеоклиматологов, изучающих окаменевшее прошлое планеты, и климатологов, ловящих скоротечные капризы погоды, беспокоят сходные проблемы, и решение их многие ученые, в особенности географы, пытаются найти, опираясь на гипотезу климатических или геологических ритмов. Для климатологов это направление поисков освещено Солнцем. А многие палеоклиматологи и геологи тайны ритмов ищут в земных недрах.
По материалам книги Баландина Рудольфа Константиновича, Пульс земных стихий, издательство "Мысль", 1975.