Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед

Как уже отмечалось выше, именно в океанах сохранилась наиболее непрерывная хроника изменений климата в ледниковый период. Даже в тропиках, вдали от прямого влияния полярных ледяных шапок, осадки обнаруживают особенности, которые тесно связаны с циклами наступления и отступления ледников. В сущности, только после того, как длинные керны морских осадков стали доступными для исследования, стало возможным расшифровать истинные подробности Великого Ледяного века. Хотя в этих осадках заключено много указаний на изменения ледникового климата, пожалуй, наиболее ценным признаком является хроника кислородно-изотопного состава морской воды.

Живущие в океане организмы, строящие свои раковины из карбоната кальция, запечатлевают в изотопном составе кислорода особенности окружающей их морской воды, тем самым регистрируя сигнал, отражающий как температуру воды, так и количество воды, которое было связано ледниковыми льдами. Графики, подобные приведенному на рис. 11.4, показывают, что последние несколько миллионов лет были временем постоянного уменьшения как объема Мирового океана, так и его температуры. Но в то же время, как видно из графика на рис. 12.4, хроника событий оказывается гораздо более сложной, если горизонтальный масштаб растянуть, чтобы увидеть подробности последних нескольких сотен лет.

В этом рисунке есть несколько интересных особенностей. Первой из них является закономерность: содержание изотопов кислорода в воде в последние полмиллиона лет повторяется удивительно систематическим образом, отражая существование циклов наступания и отступания льдов. Здесь показано только пять ледниковых периодов, но если этот график продлить в прошлое до почти трех миллионов лет, то оказывается, что характер графика сохраняется. Он указывает на существование периодического чередования холодных и теплых периодов. Длина (продолжительность) циклов, показанных на рис. 12.4, составляет по грубой оценке 100 000 лет. Для более древних частей графика эти циклы оказываются несколько короче, но несмотря на это, очевидно, что какой-то фактор очень регулярно влияет на климат Земли. Есть определенный ритм в последовательности ледниковых периодов, который должен управляться влиянием какого-то фактора, который изменяется сходным образом. Насколько сейчас известно науке, единственное объяснение, которое кажется приемлемым, состоит в том, что эта причина находится вне Земли и, вероятно, связана с колебаниями количества энергии, получаемой Землей от Солнца.

^{Рис. 12.4. Регулярные изменения изотопного состава кислорода в раковинах донных организмов отражают изменения температуры океана и объема льда за последние 600 000 лет. Положительные значения на этом графике соответствуют холодным, ледниковым периодам, а отрицательные — межледниковым эпохам. Фактические данные, полученные из кернов глубоководных скважин, позволяют продлить график влево гораздо дальше, чем показано здесь, и свидетельствуют о существовании в прошлом многочисленных дополнительных ледниково-межледниковых флуктуации.}

Второе важное наблюдение, которое можно сделать, рассматривая рис. 12.4, состоит в том, что последние пять похолодании были значительно длиннее по своей продолжительности, чем межледниковые эпохи, и что начало теплых периодов обычно очень резко следовало за временем наибольшего распространения льда. Если современный нам межледниковый промежуток следует закономерности последних нескольких таких интервалов, нам не придется долго ждать следующего ухудшения климата, несмотря на тот факт, что Висконсинский ледниковый максимум произошел всего лишь 20 000 лет назад. Причины внезапного начала и короткой продолжительности межледниковых эпох неизвестны.