Огромные валуны посреди равнины, озёра с изрезанными берегами, длинные гряды песка и гравия — в ландшафтах севера Европы и Америки много следов, которые трудно объяснить работой рек или ветра. В XIX веке учёные поняли, что всё это оставил лёд. Так появилось представление о ледниковых периодах — временах, когда значительная часть суши была покрыта ледяными щитами.
Как догадались о великих льдах
Жители Альп давно замечали, что ледники, отступая, оставляют после себя камни и исцарапанные скалы. Похожие следы находили далеко от гор — там, где никакого льда нет. Швейцарский натуралист Луи Агассис в первой половине XIX века собрал эти наблюдения в цельную идею: когда-то льды занимали несравнимо большую площадь. Поначалу к ней отнеслись с недоверием, но доказательства накапливались, и постепенно теория стала общепринятой.
Сегодня известно, что мы живём в эпоху, которая началась примерно два с половиной миллиона лет назад. Внутри неё холодные отрезки — ледниковья — чередуются с более тёплыми межледниковьями. Нынешнее межледниковье, голоцен, длится около двенадцати тысяч лет.
Мир в разгар последнего оледенения
Наибольшего размаха последнее оледенение достигло примерно двадцать тысяч лет назад. Ледяные щиты покрывали Канаду, Скандинавию, север Русской равнины и часть Западной Сибири; местами их толщина достигала двух-трёх километров. В лёд было связано столько воды, что уровень океана стоял более чем на сто метров ниже нынешнего.
Из-за этого очертания суши были иными. Азию и Америку соединяла обширная суша на месте Берингова пролива — Берингия, по которой расселялись животные и люди. Британские острова составляли одно целое с материком. К югу от ледников простиралась холодная сухая степь, где паслись мамонты, шерстистые носороги и бизоны.
Что запускает оледенения
Главным ритмом ледниковых эпох управляют небольшие изменения в движении Земли вокруг Солнца. Сербский учёный Милутин Миланкович в первой половине XX века подробно рассчитал три таких цикла:
- форма орбиты становится то более вытянутой, то более круглой — с периодом около ста тысяч лет;
- наклон земной оси слегка меняется — с периодом около сорока одной тысячи лет;
- сама ось медленно описывает конус, как ось волчка, — за два с лишним десятка тысяч лет.
Общее количество солнечного тепла при этом почти не меняется, но иначе распределяется по широтам и временам года. Решающим оказывается лето в высоких широтах Северного полушария: если оно прохладное, выпавший за зиму снег не успевает растаять и год за годом копится.
Дальше работают усилители. Белый снег отражает солнечный свет, и поверхность охлаждается сильнее. Холодный океан поглощает больше углекислого газа, парниковый эффект слабеет. Небольшой толчок превращается в большое похолодание — а при обратном движении так же усиливается потепление.
Архивы, которые хранят память о климате
О прошлых температурах рассказывают природные летописи. Самая известная — лёд Антарктиды и Гренландии. Он нарастает слой за слоем, и в пузырьках воздуха сохраняется состав древней атмосферы, а по соотношению изотопов в самой воде судят о температуре. Керны, пробуренные в Антарктиде, в том числе на российской станции «Восток», позволили проследить историю климата на сотни тысяч лет назад.
Другие архивы — донные отложения океанов, слои озёрного ила, пыльца древних растений, годичные кольца деревьев, натёки в пещерах. Сведения из разных источников сходятся, и это главная причина доверять общей картине.
Что оставил после себя лёд
Отступая, ледники изменили облик целых стран. Ими выпаханы котловины Ладожского и Онежского озёр, фьорды Норвегии, Великие озёра Северной Америки. Валуны, принесённые льдом из Скандинавии, лежат в полях средней полосы России. Некоторые участки суши, освободившись от тяжести льда, до сих пор медленно поднимаются.
История ледниковых периодов учит спокойному взгляду на климат: он менялся всегда, и у этих перемен есть понятные физические причины. Понимать их полезно уже затем, чтобы видеть в привычном пейзаже за окном страницу очень долгой истории.
