Текст книги "Была земля Арктида"
Автор книги: Александр Кондратов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 18 страниц)
Ледники – Океан – Атмосфера
«Строгих критиков, которые найдут, может быть, в этой книге много недостатков, я прошу вынести свой приговор о ней с оговоркой о снисхождении, по следующим двум причинам. Я не только не ученый-геолог, но не получил по геологии вообще никакого образования. Оправданием, что я, не будучи квалифицированным геологом, взялся за книгу по геологии, является то обстоятельство, что затрагиваемый в ней вопрос – о причинах миоценового климата в пашей полярной области и “ледниковой эпохи” – геологами не разрешен, а мною, по глубокому моему убеждению, разрешен вполне. Как же я мог не поделиться с человечеством своим открытием, даже если бы и ошибался?» – писал, обращаясь к читателям, Гернет. В чем же он ошибался и в чем был прав?
Идея саморазрастающихся «ледяных лишаев», столь новая и необычная для того времени, на четверть века опередила науку и лишь сейчас находит признание. Естественно, что в наши дни ученые оперируют фактами, добытыми с помощью современных методов исследований (у Гернета же, в Японии, имелись из специальной литературы лишь «История Земли» Неймайра и «Физическая геология» Мушкетова). Модель спонтанного, или, говоря словами Гернета, «самосильного», разрастания ледников проверена с помощью электронных вычислительных машин.
С помощью теории систем управления советские ученые составили функциональную систему «Ледники – Океан – Атмосфера». Ход изменений этой системы, включающей ледники, морские льды, океан, сушу и атмосферу, моделируется дифференциальными уравнениями, решение которых в численном виде совершает ЭВМ, и полученные результаты показывают, как меняются во времени все величины, входящие в систему.
«Операторные схемы были получены отдельно для северного и южного полушарий, а – затем соединены в общую схему для всего земного шара. Раздельный их анализ показал, что в то время как для северного полушария взаимодействия в системе приводят к автоколебаниям, для южного полушария устанавливается стационарный (или апериодический) режим. Рост покровного оледенения на полярном материке автоколебаний не вызывает (Антарктический ледяной лишай – лишай локализованный стационарный, по Гернету). Автоколебания в системе для Земли в целом обеспечиваются за счет северного полушария, где разрастались покровные ледники собственно-материкового типа, – пишет доктор географических наук О. П. Чижов. – В глобальную операторную схему были включены и внешние воздействия – колебания инсоляции (интенсивности облучения нашей планеты Солнцем. – А. К.) и повышение суши. В результате был получен ход колебаний во времени объема ледников в северном и южном полушариях, средней годовой температуры для полушарий и других величин, характеризующих изменения климата».
Гернет прогнозировал «грядущий ужас» нового оледенения и призывал человечество повести решительное наступление на Гренландский ледяной лишай. Спустя несколько десятков лет после выхода его книги ученые из Института физики в Копенгагене проанализировали колонку льда, доставленного из Гренландии, имевшую длину в 1200 метров – нижние слои ее образовались сто тысяч лет назад! Колонку разбили на семь тысяч отрезков, каждый из них был подвергнут тщательному анализу, а обработка результатов проведена была на ЭВМ. Это позволило проследить динамику роста Гренландского ледяного лишая, включая эпоху последнего оледенения, и даже дать прогноз на будущее. Остров в наши дни переживает период неуклонного похолодания. Температурный минимум будет достигнут очень скоро, через каких-нибудь десять – двадцать лет. А потом наступит стабилизация – и в середине XXI столетия можно ожидать не «ужас нового оледенения», а, наоборот, потепление.
Современная наука и техника в состояний уничтожить Гренландский ледовый щит (хотя, конечно, не за год и не за два). Стоит лишь, как предлагал это Гернет, систематически убирать выпадающий зимой на поверхность Гренландии снег, и льды под лучами солнца начнут быстро таять. Но следует ли делать это?
Гренландский ледяной лишай накопил колоссальное количество воды, сконцентрировавшейся в его льдах. Если льды растают, то уровень Мирового океана поднимется, по расчетам ученых, почти на четыре метра. А это значит, что начнется созданный руками человеческими «всемирный потоп», и многие города нужно будет ограждать дамбами, обширные низменные территории окажутся затопленными. Так что вряд ли «раем» станет жизнь после ликвидации Гренландского ледника в таких странах, как Голландия, Англия, Польша и многих других, чья территория находится на низменностях. Если же в добавление к Гренландскому ледяному лишаю ликвидировать еще и мощный покров ледников, покрывающий Антарктиду, то уровень Мирового океана поднимется более чем на шестьдесят метров, и все крупнейшие города, расположенные на побережьях, включая Лондон, Ленинград, Нью-Йорк, Токио и т. д., окажутся затопленными. Вместо «ужаса ледниковой эпохи» человечество будет ожидать «ужас всемирного потопа».
Род человеческий за свою историю, столь краткую по сравнению с историей планеты, сумел пережить несколько «ужасов» эпох оледенения и несколько «всемирных потопов» уже в те эпохи, когда люди не знали ни колеса, ни грамоты, ни металлов. Но об этом мы расскажем в следующей главе нашей книги.
КНИГА ШЕЛЬФА
Льды и потопы
Мысль о том, что когда-то огромные территории Европы, Северной Америки и Азии покрывали ледники, подобные тем, что покрывают ныне Гренландию, казалась большинству ученых еретической. Правда, исследователи Альп нашли убедительные доказательства тому, что здесь на обширных территориях лежали мощные льды: только они могли принести в долины огромные валуны, оставить после себя морены, скопления щебня и камней, прежде находившихся на склонах гор.
Но были ли ледники столь велики, что смогли кроме горных хребтов и склонов покрыть своим панцирем пространства равнин северного полушария в сотни тысяч и даже миллионы квадратных километров? Быть может, валуны попали на равнины удаленных от высоких гор Англии, Северной Франции и Германии, Восточной Европы и Северной Америки иным путем? Не ледяной панцирь покрывал низменности, а низменности эти были просто-напросто залиты морскими водами, «потопом», который, – после того как уровень Мирового океана повысился, превратил в дно морское равнины Евразии и Северной Америки? И валуны принесены были не ледниками, а плавучими льдами, айсбергами, подобными тем, что и ныне способны переносить на тысячи километров не только глыбы льда, – но и впаянные в них горные породы?
Одним из первых, кто высказал мысль о ледниковом периоде, был великий Гёте, кроме шедевров поэзии, прозы и драматургии создававший немало ценных научных работ. В 30-х годах прошлого века был предложен термин «ледниковая эпоха», обоснование теории ледников предложили геологи, работавшие в Альпах.
Однако крупнейший геолог того времени Чарлз Лайель решительно отверг ледниковую теорию, хотя и допускал, что прежде в Альпах ледники могли спускаться далеко в долины, гораздо дальше, чем ныне. Значительно больших размеров, чем сейчас, могли быть и другие ледники, лежащие на вершинах гор. Но все они ограничивались лишь горными районами и не проникали на равнины, не занимали огромные площади низменностей, будь то Европа, Сибирь или Северная Америка. А валуны на равнины могли принести плавучие льды: ведь на территории этих равнин можно обнаружить следы явного вторжения моря, «потопов».
Кто же прав в этом споре? Решительные аргументы в пользу ледниковой теории добыл замечательный сын России князь Петр Алексеевич Кропоткин. Происходя из рода «рюриковичей», более древнего, чем род правящих империей Романовых, он стал одним из главных теоретиков анархизма; закончив Пажеский корпус, готовивший к дворцовой карьере молодых людей высшего света, двадцатилетний Кропоткин добровольно отправился в Восточную Сибирь, совершив четыре большие экспедиции. Итогом этих экспедиций было не только открытие мест, на карту Сибири не нанесенных, но и открытие явных следов оледенения.
Вернувшись весной 1867 года в Петербург, двадцатипятилетний Кропоткин делает доклад о том, что в Сибири им добыты факты, противоречащие гипотезе «великого потопа» и говорящие в пользу ледниковой теории. Вслед за докладом, сделанном в Географическом обществе (одним из руководителей которого он стал), Кропоткин выпускает научные статьи, а затем и книгу «Исследования о ледниковом периоде», которая нанесла «антигляциалистам», противникам ледниковой теории, сокрушительный удар.
В настоящее время почти никто не сомневается, что «ледяные лишаи» покрывали огромные территории северного полушария.
Найдены убедительные доказательства того, что за сотни миллионов лет до начала Великого оледенения Евразии и Северной Америки «ледяной лишай» покрывал обширные площади материков, расположенных в южном полушарии и в районе тропиков: Индию и Австралию, Южную Америку и Южную Африку. Обнаружены следы оледенений возрастом более двух миллиардов лет.
Но вместе с тем выяснилось и другое: помимо великих оледенений планета наша переживала и эпохи «великих потопов», наступлений Мирового океана на низменности, становившиеся морским дном на многие тысячи и сотни тысяч лет. Причем как оледенения, так и «потопы» происходили не только в отдаленнейшие времена, но и в эпоху, когда на Земле существовали древние люди, архантропы, предшественники современного «человека разумного», неандертальцы и даже люди, ничем не отличающиеся от нас с вами!
В самом грубом приближении нетрудно нарисовать картину чередований «ужасов оледенений» и «всемирных потопов» (хотя на самом деле картина не столь проста, но об этом речь пойдет дальше). По подсчетам гляциологов, если растопить весь лед, сконцентрированный главным образом в чудовищном ледяном щите Антарктиды и в Гренландском «ледяном лишае», уровень Мирового океана поднимется примерно на 60–80 метров: это равнозначно «всемирному потопу», ибо огромные территории планеты, лежащие ниже высоты в 60 метров, окажутся под водой.
Около 15–20 миллионов лет назад, как уже говорилось, ни в Антарктиде, ни в Гренландии, ни вообще в Арктике льдов не было. Вода, стало быть, была в свободном состоянии, уровень Мирового океана был гораздо выше, чем ныне. Когда стал расти Антарктический «ледяной лишай», а затем и Гренландский, на образование их потребовались колоссальные массы воды, уровень Мирового океана начал понижаться. И, по мере того как росли «ледяные лишаи», охватывая Евразию и Северную Америку, обнажались обширные территории, прежде залитые водой.
Чем больше льда в «лишаях», тем меньше воды в океане и, стало быть, тем больше суши освобождается из-под воды. Гернет писал, что планета наша знает два естественных состояния – безледное и оледенелое. Развивая его мысль, можно внести в формулу такую корректировку: Земля знает два естественных состояния: «ледяного лишая», когда огромные массивы воды сконцентрированы в ледниках, и «всемирного потопа», когда таяние «лишаев» повышает уровень Мирового океана на десятки метров.
Естественно, что «ледяной лишай» никогда не покрывал нашу планету целиком: его распространению мешал и будет мешать целый ряд многообразных факторов (хотя, как справедливо подчеркивал Гернет, лед является не следствием, а причиной охлаждения Земли). Не было и подлинных «всемирных потопов», которые бы в самом деле смогли покрыть всю твердь земную вплоть до вершин высоких гор: водой покрывались равнинные, низменные участки земной суши. И тем не менее оледенения и потопы носили планетарный характер, охватывая миллионы квадратных километров.
Таким образом, получается, что определенные участки поверхности планеты то заливались водами Мирового океана, то осушались из-за ледников. Следовательно, и границы между «морем» и «сушей» весьма условны, они зависят от размеров «ледяных лишаев» на Земле и уровня Мирового океана. Если считать, что нормальное состояние нашей планеты – безледное, то большинство самых густонаселенных районов всех континентов находится фактически на бывшем дне морском, ибо потеряй ледяные шапки Антарктиды и Гренландии Земля, и воды Мирового океана затопят все низменности, лежащие на уровне от 0 до 60 и даже 80 метров. А каких-то двадцать тысяч лет назад «ледяные лишаи» забрали такое колоссальное количество воды, что уровень Мирового океана был более чем на сто метров ниже нынешнего. Это значит, что все районы, отмеченные на картах светло-голубой окраской, обозначающей глубины до ста метров, являются сушей, поглощенной водой после того, как стал уменьшаться «ледяной лишай», – или, если угодно, водами «всемирного послеледникового потопа», который продолжается и по сей день уровень Мирового океана в наши дни возрастает примерно на 1,1 миллиметра ежегодно, хотя темпы таяния льдов могли быть в прежние эпохи и гораздо более интенсивными).
Материковая отмель, покрытая ныне водой Мирового океана, которая была когда-то, в эпоху оледенения, сушей, называется шельфом.Слово это можно перевести как «полка», ибо материковая отмель представлялась до недавнего времени ученым как ровная и гладкая поверхность. Однако, как справедливо писал основоположник морской геологии Ф. Шепард, ныне «устаревшее представление о материковых шельфах как о плоских, слегка наклоненных равнинах, простирающихся от берега до берега до так называемой волновой базы, должно быть сдано в музей древностей».
Шельфовая «кругосветка»
Шельфы занимают около десяти процентов площади Мирового океана. Это – затопленная страна, сопоставимая по размеру с таким материком, как Африка. Освоение ее является одной из самых актуальных задач современной науки и техники. Ибо шельф – это и богатейшие залежи нефти (как, например, в Северном море), россыпи олова (например, в мелководных морях и проливах, разделяющих острова Индонезии), и неисчислимые косяки рыб над мелководными банками, и россыпи золота, платины, алмазов, как, например, возле атлантического побережья Южной Африки, и ценные залежи вольфрама, титана и других редких металлов (они открыты, например, у берегов Австралии), и хранилище археологических сокровищ – затонувших городов, кораблей, земель, следов первобытных «колумбов», открывавших нашу планету, следуя трассами, которые ныне лежат на дне, а точней, на шельфе (отошлем читателей к нашей книге «Следы – на шельфе», вышедшей в «Гидрометеоиздате» в 1981 году и посвященной проблемам расселения наших предков в эпоху последнего оледенения, когда «ледяные лишаи» сковывали огромные массы воды и территории нынешнего шельфа были в ту пору сушей).
Вопрос о границах шельфа на первый взгляд прост. Стоит только измерить глубины океана, затем определить объем воды, пошедшей на образование «ледяных лишаев» – и, исходя из этого, определять границы былой суши. Но, во-первых, размеры последнего великого оледенения определить не так-то просто. Споры вызывают даже границы распространения материковых льдов. А ведь надо еще знать толщину ледяных щитов на равнинах и в горах, не говоря уже о том, что льды сковывали и морские воды Арктики, и лежали на самом шельфе, в ту пору бывшем сушею (так, по мнению одних исследователей, максимум накопления льда во время последнего оледенения был равен 56,6 миллиона кубических километров, что повело к понижению уровня Мирового океана на 120 метров от нынешнего, в то время как называются цифры и в 100 миллионов и в 240 миллионов кубических километров, причем если справедлива последняя оценка, то уровень Мирового океана должен был бы понизиться почти на шестьсот метров по сравнению с современным!).
Во-вторых, кроме «баланса воды», связанного с образованием ледников, колебания уровня Мирового океана зависят также от многих других факторов. В-третьих, в различных точках планеты могут происходить местные, локальные колебания земной коры: где-то она будет опускаться, где-то, наоборот, подниматься (например, даже в лежащих неподалеку друг от друга районах Балтийского моря на севере идет интенсивное поднятие суши, и море отступает, в районе Ленинграда кора находится в равновесии, а южные берега Балтики, в отличие от балтийских берегов Швеции и Финляндии, испытывают погружение).
Вот почему современные океанологи границу шельфа определяют не по какой-то усредненной глубине, а по иным, более объективным признакам. Например, по материковому склону – круто спускающимся от прибрежного мелководья к океанским глубинам – обрывам.
Однако и здесь не всегда можно найти крутой «перегиб», разделяющий плиты континентов от ложа океанов. Например, атлантические берега полуострова Флорида окаймлены шельфом. Затем следует уступ в несколько сотен метров, и на глубине около километра лежит подводное плато Блейк. А еще один уступ отделяет это плато от океанских глубин, расположенных под толщей воды более пяти километров. Сразу же возникает вопрос: где граница шельфа? Проходит ли она по плато Блейк или же относится только к мелководью, окружающему флоридские берега?
Геофизики, проводя исследование земной коры, установили такой важный факт: эта кора имеет под материками толщину порядка 30, 50, даже 70–80 километров. А кора на дне океанов почти в десять раз тоньше, каких-то 5–6 километров, а то и 3–4 километра, ибо в отличие от коры материков лишена гранитного слоя и сложена одними базальтами. Стало быть, если зондирование коры с помощью геофизических методов показывает, что дно морей и океанов имеет не «океаническую», а «материковую» кору, то вода покрывает территорию бывшей суши.
Таким образом, сочетание различных методов исследования позволило современным океанографам достаточно четко наметить границы шельфа, окаймляющего континенты и норой уходящего далеко в океан. Самый глубоководный шельф планеты – это материковая отмель, окружающая материк, целиком покрытый «ледяным лишаем», – Антарктиду. Давление тяжести льдов, опоясывающих самый южный континент, столь велико, что «прибрежная отмель» тут погружена на глубину в 500–600 метров!
Обширная область шельфа тянется вдоль атлантического побережья Южной Америки, возле берегов Патагонии, далее к тропику Козерога она сужается, окаймляет берега Бразилии и Центральной Америки, неширокой полосой идет вдоль берегов Мексиканского залива и полуострова Флориды (причем глубины здесь очень малы, до десятка и менее метров). Чем дальше на север, тем шире становится зона шельфа, увеличивается и глубина, на которую шельф погружен. В районе острова Ньюфаундленд прибрежная отмель достигает ширины свыше 350 километров.
На противоположном берегу Атлантики, у берегов Англии, Ирландии, северной Франции ширина шельфа еще больше. А все Северное море представляет собой зону шельфа, суши, ушедшей на дно после окончания ледникового периода, причем последние ее остатки поглощены были волнами уже в исторические времена (на дне Северного моря найдены орудия первобытных людей, кости мамонтов, а также других крупных наземных животных; наступление морских вод на берега Голландии, в результате которого были поглощены большие участки суши и образовался залив Зейдер-Зее, происходило в эпоху средневековья).
Сплошным шельфом является и дно Балтики, моря, сформировавшегося каких-либо пять тысяч лет назад и возникшего после окончания ледникового периода (в период последнего оледенения и после него Балтика была то озером, то морем, меняла свои очертания, фауну, флору, климатический и гидрологический режим). На дне Балтики найдены не только орудия людей каменного века, но и следы стоянок эпохи мезолита, переходной от палеолита к неолиту.
Шельф Средиземного моря неширок, зато в Черном море, особенно на его севере, простирается обширная зона прибрежной отмели, которая также была населена первобытными людьми. Азовское же море – море целиком шельфовое, оно образовалось после того, как кончилась ледниковая эпоха, и его максимальная глубина не достигает и 15 метров.
Зато атлантическое побережье Африки, окаймлено очень узкой полосой шельфа, имеющего при этом довольно большую глубину – до 140 метров. Столь же узкая лента шельфа тянется и вдоль тихоокеанского побережья Америки – только на крайнем юге и на крайнем севере у берегов Аляски и Огненной Земли она значительно расширяется. В районе же Анд, почти вплотную подходящих к берегу Великого океана, ширина шельфа порой бывает менее километра.
На противоположном конце величайшего океана планеты мы наблюдаем совсем иную картину. В эпоху оледенения, когда огромные массы воды ушли на образование «ледяных лишаев», существовало два «сверхматерика». Первый, Сахул, связывал воедино Австралию, Тасманию, Новую Гвинею с помощью ныне затонувшей суши, теперешнего мелководного шельфа, окаймляющего их берега (название Сахул дано по одноименному шельфу, который, говоря словами Шепарда, «образует одно из крупнейших шельфовых морей земного шара», ибо, «занимая весь залив Карпентария и мелководную часть Арафурского моря», он «тянется на 700 миль с северо-запада на юго-восток и прослеживается на 350 миль в направлении северо-восток – юго-запад»).
Еще более обширным был «суперматерик» Сунда, ибо он не только связывал вместе большинство островов Малайского архипелага, но и соединял их с Южной Азией. (Название же Сунда дано по обширному Зондскому шельфу, находящемуся с одной стороны между Калимантаном и полуостровом Малакка, между Суматрой и Явой с другой, – мелководному, испещренному затопленными речными долинами, образующими единую систему с долинами рек, текущих по островам Индонезии.)
Целиком – или почти целиком – шельфовыми являются Южно-Китайское, Восточно-Китайское, Желтое моря; Шельф Японского моря связывал в ледниковую эпоху острова одноименного архипелага с Азиатским материком, зоной шельфа является Татарский пролив, лишь недавно отъединивший Сахалин от континента. В Охотском море кора, имеющая материковую структуру, погружена на глубины до километра и даже полутора километров, а зона шельфа занимает почти все дно морское, за исключением южной его части.
В Индийском океане на долю шельфа приходится сравнительно небольшая территория. Он тянется узкой полосою вдоль всего побережья Африки, такая же полоса проходит вдоль берегов Аравийского полуострова (хотя мелководный Персидский залив целиком шельфовый). Зона шельфа расширяется у берегов Индостана, охватывает остров Шри-Ланка, еще более широка она возле западного берега полуострова Малакка, зато почти целиком исчезает у берегов Суматры, Явы, а также других индонезийских островов, обращенных к Индийскому океану.
Наша «шельфовая кругосветка» подходит к концу. Остается лишь рассказать о шельфе Северного Ледовитого океана и его морей. Но это – тема, требующая более подробного рассказа. И не только потому, что полярный шельф самый обширный из всех шельфов планеты, но и потому, что он имеет самое непосредственное отношение к главной теме нашей книги.
