scienceline.ru

Пятница, Май 26th

Last updateПн, 30 Нояб 2015 11am

Откуда появился лёд на Земле?

Откуда появился лёд на Земле?
Откуда появился лёд на Земле?
Откуда появился лёд на Земле?
Откуда появился лёд на Земле?

Первобытные люди, одетые в кожу животных, пересекают обширные пространства льда в отчаянном поиске пищи. Вот картинка, которая возникает в сознании большинства из нас, когда мы думаем о ледниковом периоде.

Но фактически было много ледниковых периодов. Большинство из них имели место прежде, чем появились люди. И знакомый нам ледниковый период был сравнительно мягким. Другие были настолько серьезны, что вся Земля замерзала на десятки, а то и сотни миллионов лет.

Фактически, у планеты, кажется, есть три главных стадии: "теплица", когда тропические температуры простираются до полюсов, вообще не существует льда; "ледник", когда есть некоторый постоянный лед, хотя его количество непостоянно; и "снежок", при котором замерзает вся поверхность планеты.

То, почему лед периодически продвигается, и почему он отступает снова – тайна, которую гляциологи только начали распутывать. Вот заключение по тем фактам, которые они пытаются объяснить.

Земля-Снежок

2,4 – 2,1 миллиарда лет назад

Гуронский ледниковый период - самый древний ледниковый период, о котором известно. Земле было только чуть больше 2 миллиардов лет, и она являлась домом только для одноклеточных форм жизни.

Ранние стадии Гуронского ледникового периода, от 2,4 до 2,3 миллиардов лет назад, кажется, были особенно серьезны. Вся планета была покрыта льдом. Это, возможно, было вызвано затишьем вулканической деятельности на 250 миллионов лет, что означало меньшее количество углекислого газа в атмосфере и уменьшенный парниковый эффект.

«Глубокая заморозка»

850 - 630 миллионов лет назад

В течение 200 миллионов лет Криогенского периода на Земле царил самый сильный холод, который она когда-либо испытывала. И, возможно, это было вызвано появлением сложных форм жизни.

Одна из теорий состоит в том, что ледниковый период был вызван развитием клеток и, возможно, многоклеточных организмов, которые опускались на морское дно после смерти. Это вызывало возникновение CO2 из атмосферы, ослабляя парниковый эффект и, таким образом, понижая глобальные температуры.

Считают, что было два разных ледниковых периода в эпоху Криогена: так называемое Стертовское оледенение 750 - 700 миллионов лет назад, за которым последовало Варангерское оледенение 660 - 635 миллионов лет назад. Есть некоторое свидетельство того, что Земля стала так называемым «снежком» во время великих оледенений, но исследователи все еще пытаются точно выяснить, что произошло.

Массовое исчезновение

460 - 430 миллионов лет назад

Колеблясь между последним Ордовикским периодом и ранним Силурийским периодом, Горно -пустынный ледниковый период был отмечен массовым исчезновением, вторым самым серьезным в истории Земли.

Это вымирание превзошло только огромное Пермское исчезновение 250 миллионов лет назад. Но после оледенения экосистема восстановилась. Появились наземные растения, которые распространились в течение Силурийского периода. И эти растения, возможно, вызвали следующий большой ледниковый период.

 

Растения населяют Землю

360 - 260 миллионов лет назад

Как и при оледенении в эпоху Криогена, ледниковый период Кару, возможно, совместил в себе два различных ледниковых периода. Они имели место в период Миссисипи, 359 -318 миллионов лет назад, и снова в Пенсильванский период 318 - 299 миллионов лет назад.

Эти ледниковые периоды, возможно, были результатом распространения наземных растений в период после эпохи Криогена. Когда растения распространились по планете, они поглощали CO2 из атмосферы и производили кислород . В результате уровень CO2 упал и парниковый эффект ослабел. Это и вызвало ледниковый период.

Есть некоторые свидетельства того, что ледниковые периоды следовали определенным циклам, которыми управляет орбита Земли. Если это правда, этот факт означал бы, что ледниковый период Кару работал почти таким же образом.

Антарктида замерзает

14 миллионов лет назад

Антарктида не всегда была замерзшей пустыней. Только приблизительно 34 миллиона лет назад первые маленькие ледники образовались на вершинах гор Антарктиды. И 20 миллионов лет спустя мировые температуры упали до 8 °C. Ледники превратились в целые скалы, и появился южный ледяной материк.

Это понижение температуры было вызвано возвышением Гималаев. Поскольку они становились выше, они стали более подвержены изменениям температур, что «вытягивало» CO2 из атмосферы и уменьшало парниковый эффект.

Северное полушарие оставалось относительно свободным ото льда дольше. Остров Гренландия и Арктика покрылись льдом только приблизительно 3,2 миллиона лет назад.

Недавнее продвижение льда

2,58 миллиона лет назад

Четвертичный ледниковый период начался только несколько миллионов лет назад и все еще продолжается. Так что его история по геологическим срокам является относительно молодой, и еще есть возможность изучить все детали. Очевидно, что ледяные глыбы прошли многократные стадии роста и таяния в течение Четвертичного периода.

Во время ледниковых периодов температура была очень низкая, и лед простирался далеко от полюсов. В промежуточное время температура была несколько выше, и лед отступал.

Главным «спусковым механизмом» для Четвертичного ледникового периода было то, что продолжал понижаться уровень CO2 в атмосфере из-за наклона Гималаев. Однако право выбора между оледенением и более теплым временем принадлежало изменениям в орбите Земли. Из-за этого факта изменялось количество солнечного света в разных частях планеты. Эффект этих небольших орбитальных изменений был усилен положительными обратными связями, например, изменением уровня парникового газа.

 

Во время первых двух третей Четвертичного периода лед продвигался и отступал примерно каждые 41000 лет – тот же самый темп, по которому менялся наклон оси Земли. Приблизительно миллион лет назад, ледниковый период вошел в 100000-летний цикл по причинам, которые были до недавнего времени тайной. Теперь более подробная информация о времени движения льда, возможно, помогла гляциологам найти ответ.

 

Все еще более усложняет тот факт, что лед продвигался и отступал по всему миру не одновременно. Часто продвижение начиналось на одном континенте, а другие покрывались льдом только тысячи лет спустя, и лед задерживался на этих континентах на несколько тысячелетий после того, как исчезал на других.

Примерно 130000 - 114000 лет назад лед отступил во время межледникового периода и затем продвинулся снова, создав тем самым то время, которое большинство воспринимает теперь как «ледниковый период».

«Современный» ледниковый период

110000 - 12000 лет назад

Прохладные температуры Четвертичного периода, возможно, позволили нашему мозгу стать больше, чем у наших предков гоминидов. В то время, как этот вопрос остается открытым, вероятно, последний ледниковый период оставил свой след на нашем виде.

Неандертальцы, с которыми мы делили планету, непосредственно перед последним ледниковым периодом, 20000 лет назад, возможно, не выжили, поскольку лед то возникал, то исчезал, разрушая среду их обитания. Хотя существует и много других объяснений их исчезновения. Вне сомнения то, что человек разумный выжил и начал заниматься сельским хозяйством вскоре после того, как лед отступил, подготовив почву для современной цивилизации.

Когда ледниковый период приближался к концу, и температуры начали повышаться, случилось два заключительных внезапных похолодания. Сначала прохладный «Ранний Дриас» (14700 - 13400 лет назад) преобразовал большую часть Европы от леса до тундры и придал ей вид современной Сибири. Через некоторое время «Поздний Дриас» (12800 - 11500 лет назад) заморозил территорию нынешней Европы за несколько месяцев. Вероятно, это результат таяния отступающих ледников, которые направлялись в Атлантический океан. Хотя причину искали и в воздействии кометы.

Двенадцать тысяч лет назад, огромные ледяные глыбы отступили в начале последнего межледникового периода. Это позволило людям вернуться к северным широтам. Этот период был относительно теплым, и климат относительно устойчивым, но, несмотря на это, было немного холоднее, чем в последний межледниковый период. И уровень моря в настоящее время по крайней мере на 3 метра ниже – различия, которые тщательно исследуются учеными, жаждущими понять, как развивается наш климат.

Но «межледниковые» времена, вероятно, окажутся недолгими, по крайней мере в геологических сроках. Несмотря на воздействие человека на климат, цикл продолжится, «тепличный» период однажды закончится, и снова настанет ледниковый период.