География каменного века

В течение последних десятилетий при изучении новейших геологических образований все чаще применяются физико-химические методы. Правда, нельзя сказать, что новые методы полностью видоизменили наши представления о событиях, происходивших на Земле; в ряде случаев они способствовали детализации картины, созданной на основании применения «классических» методов. Физико-химические методы помогают уточнить возраст геологических образований, выявить более полные климатические характеристики прошедших эпох.

Возраст новейших геологических отложений позволяют узнать и радиологические методы датировок, в основе которых лежит явление радиоактивного распада. Измерение содержания радиоактивного углерода (С¹⁴) в органических веществах (дерево, уголь, торф, кость, раковины) дает возможность палеогеографам и археологам разработать детальную хронологию палеогеографических событий и археологических культур для последних 70 тыс. лет.

Существует ряд методов для определения возраста более древних отложений. Возраст кислых изверженных пород успешно определяется при помощи калий-аргонового метода. Верхний предел применимости его составляет 20 тыс. лет. Для изучения природных вод и их отложений (сталактитов, сталагмитов, травертинов), а также раковин моллюсков, морских илов используются методы неравновесного урана. Верхний предел всех этих методов в зависимости от применяемых изотопов составляет от 100 тыс. до 1 млн. лет. При исследовании отложений, содержащих вулканические стекла — обсидианы, успешно применяется метод треков спонтанного деления урана: под электронным микроскопом считают выбоины, образовавшиеся при распаде атомов урана.

Важным подспорьем при изучении новейших геологических отложений явилось определение их магнитных свойств. В основе этих исследований, названных палеомагнитными, лежит свойство горных магматических пород сохранять остаточную намагниченность при остывании ниже температуры 400–600° («точка Кюри»). Установлено, что и осадочные породы при осаждении ориентируются по направлению силовых линий магнитного поля Земли.

Изучение древней намагниченности позволило сделать несколько интересных открытии. Оказалось, что основные характеристики магнитного поля Земли: угол магнитного склонения, угол магнитного наклонения и напряженность магнитного поля Земли — меняются во времени и пространстве. Изучая вековые вариации, различные в разных частях земного шара, ученые научились по ним датировать археологические памятники. Кроме короткопериодических вариаций магнитного поля, вызванных смещениями магнитного полюса и изменениями интенсивности космических лучей, поступающих на Землю, палеомагнитные исследования выявили еще более странные события, природа которых не объяснена до сего времени. Через нерегулярные интервалы времени происходят практически мгновенные обращения магнитного поля Земли на 180° (инверсии). Северный и южный магнитные полюса как бы меняются местами.

На протяжении 4 млн, лет установлены крупные эпохи изменения полярности (они названы именами известных магнитологов): прямой полярности Брюнеса ССОД млн. лет), обратной полярности Матуямы (0,7–2,4 млн. лет), прямой полярности Гаусса (2,4–3,33 млн. лет), обратной полярности Гилберта (более 3,33 млн. лет). В пределах магнитных эпох выделены менее длительные периоды, в течение которых магнитное поле меняло знак на противоположный.

Изучение намагниченности геологических слоев — достаточно точный метод корреляции новейших геологических отложений.

Физико-химические методы помогают восстановить климат прошедших эпох. Очень интересные данные были получены при исследовании соотношений концентраций изотопов кислорода (О‘^е/О^и) в морских моллюсках и в толщах многолетних льдов Гренландии и Антарктиды. Оказалось, что соотношение этих изотопов чутко реагирует на изменение температуры окружающих вод.

На основании применения классических и новейших физико-химических методов постепенно вырисовывается все более подробная картина развития природной среды а четвертичном периоде. Далее мы попытаемся охарактеризовать различные стороны этого процесса, сейчас же сформулируем некоторые самые общие закономерности его.

Сочетание ритмических и направленных изменений. Свойством ритмичности обладают процессы, имеющие «внеземное» происхождение: солнечное тепло и космическое излучение. Направленность обнаруживают прежде всего биологические процессы. Эволюционный механизм постоянно стремится найти оптимальный вариант адаптации к внешним условиям, возникают новые виды, отмирают старые. Сочетание направленных и ритмических Изменений обусловливает развитие природных систем по спирали.