Дельфис

Лара Янг: Лёд — одно из самых распространённых состояний воды в Солнечной системе. Большие его массы имеются на Марсе, а в системах, удалённых от Солнца планет-гигантов, водяного льда оказалось в сто раз больше, чем на нашей, в общем, многоводной планете. Темп эволюции Земли считается очень высоким, и как раз — из-за участия огромных масс воды (в дополнение к большой активности планеты). Впрочем, если мысленно представить себе нашу Землю в виде некоего космического плода, то все запасы влаги будут выглядеть росою на его плотной кожуре.

Л.Р.Серебрянный: Но почти вся пресная вода на Земле в настоящее время находится в виде льда; лишь около 3% её содержится в реках и озёрах. А подавляющая масса льда заключена в ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии, гораздо меньше — в горных и высокоширотных ледниках. Тысячелетиями лёд «течёт» вниз по уклону — в горных ледниках, к океану — с ледниковых щитов вокруг полюсов. Холодные периоды — «зимы» нашей планеты в целом были короче тёплых межледниковых периодов (рис. 1). Распространяется же оледенение сразу на обоих полушариях.

Л.Я.: Согласно современным научным данным, на земном шаре существует целая иерархия различных по величине циклов оледенения, теснейшим образом связанная с изменениями климата и обязанная многочисленным влияниям, в первую очередь — космическим, особенно, когда рассматриваются более продолжительные периоды. Это — и смены «галактических лет», то есть обращений Солнечной системы вокруг центра Галактики за примерно 200 млн. лет; и в ней — пересечение планетной системой спиральных ветвей из звёзд, пыли и газа; влияние остатков вспышек сверхновых звёзд; а также существенны вариации — активности Солнца (см. рис.1 в ст. С.М.Брюшинкина), вытянутости орбиты Земли, положения в пространстве оси вращения Земли из-за движения по конусу прецессии, отклонения самого угла наклона оси вращения к плоскости орбиты (сейчас это 23°,5), смещения её магнитной оси.

Л.Р.С.: Такие внешние причины действуют неукоснительно, но имеются и земные причины похолоданий: конфигурация и рельеф материков, циркуляция воды в морях и океанах, изменения теплового баланса, зависящего от альбедо (отражающей способности) земной поверхности.

Самые древние оледенения относились к эпохе интенсивной аккумуляции органического вещества и карбонатов в осадочных породах — оледенения начинались в связи с изъятием значительной части углекислоты из атмосферы и гидросферы. В этом — один из результатов глобальной геохимической преобразующей деятельности живого вещества планеты.

Л.Я.: Вы в разное время были участником и руководителем многих сложных экспедиций в высокогорные и арктические районы. Это — Большой Кавказ, Тянь-Шань, Восточная Якутия, Таймыр, Новая Земля, Земля Франца-Иосифа, Шпицберген и Исландия, а также равнинные районы Восточной Европы и Западной Сибири. Расскажите, пожалуйста, о «жизни» ледников, о тех следах, которые они оставляют после себя.

Л.Р.С.: В горах и на равнинах во многих районах России земная поверхность усеяна многочисленными камнями различной формы, размера и цвета. Люди издавна обращали на них внимание, прежде всего потому, что они затрудняли обработку полей. Камни тщательно убирали и складывали рядами вдоль дорог, по границам угодий, а иногда и сваливали в кучи. Нередко камни подходящих размеров использовали для строительства домов и мощения дорог. Например, они послужили материалом для воспетых в песнях булыжных мостовых Москвы, и фрагменты этих дорог ещё можно увидеть в некоторых уголках города.

^{Рис. 1. Распределение периодов горообразования и ледниковых периодов за 600 млн. лет}

 

Не имея точных научных объяснений, люди находили сверхъестественные объяснения для непонятных явлений природы. Создавались легенды о великанах, рассеивавших каменный материал по всему миру. Из скандинавских сказок можно узнать о зазевавшихся троллях, которые, не успев спрятаться в норы до восхода солнца, окаменевали, едва их касались первые лучи солнечного света, и оставались лежать на земле. Значит, камни, лежащие у наших ног, так или иначе связаны с этими мифическими существами.

У этих камней есть удивительное свойство — от них невозможно избавиться. Через некоторое время после уборки их с полей они снова появляются из-под земли, сильно осложняя труд земледельца и вызывая поломку сельскохозяйственного инвентаря. Видимо, отсюда и пошла пословица: «Нашла коса на камень». Крестьяне, уставшие от бесконечной очистки полей, полагали, что камни растут, подобно грибам или растениям.

Современная наука связывает перемещение каменных обломков в почве с процессами сезонного таяния и замерзания. Весной камни вместе с оттаивающими массами мелкозёма поднимаются к поверхности. Однако возникает вопрос: каким образом каменные обломки попали в почву? Наиболее убедительное объяснение даёт ледниковая теория, согласно которой в прошлом оледенение было гораздо шире развито, чем теперь, а каменные обломки входили в состав ледниковых отложений.

Мы живём в межледниковое время, когда ледники сохраняются только в горных и полярных областях — Гренландии, Антарктиде.

Л.Я.: Эволюция оледенения подчиняется законам природы и, в первую очередь, зависит, конечно, от климата, изменения которого, в свою очередь, влияют на степень развития оледенения.

Л.Р.С.: Существенную роль играют твёрдые осадки — снег. Накапливаясь на поверхности ледников, он становится более плотным и со временем превращается в лёд — происходит пополнение запасов вещества ледников, то есть их питание. По мере накопления снега ледники разрастаются, а если снега выпадает мало, то, наоборот, они уменьшаются в размерах. Не менее важное влияние оказывают и температуры. При высоких температурах таяние ледников, конечно, ускоряется, а при низких — приостанавливается.

В истории Земли были холодные и влажные периоды, когда ледники получали обильное питание и распространялись на обширные территории. Чтобы опознать следы пребывания этих ледников, нужно разобраться в механизмах воздействия льда на подстилающую поверхность. Эти процессы не всегда можно непосредственно наблюдать, но всё же в редких случаях, например, в подледниковых туннелях и гротах, где мне посчастливилось не раз побывать, удаётся проникнуть вглубь ледников и увидеть, что в их нижнюю поверхность прочно вмерзает множество каменных обломков. При движении ледника они царапают, разрушают и стёсывают его ложе, словно гигантский напильник. После таяния льдов на земной поверхности нередко остаются штрихи и борозды, направление которых позволяет судить о движении ледников в прошлом. Вытаявший каменный материал тоже несёт информацию о своём происхождении. Обломки, включённые в лёд, приобретают определённую форму, могут быть отполированы, покрыты выбоинами и расколоты. В процессе исследования, часто с применением лабораторно-аналитических методов, выясняется, что такие обломки проделали немалый путь. На улицах и площадях Москвы кое-где ещё можно увидеть отдельные крупные отёсанные камни и их скопления, некогда принесённые ледником из Финляндии и Карелии.

Камни и мелкозём, оставленные ледниками прошлого, довольно широко распространены во многих районах нашей страны. Такие отложения носят название «морена». Особенно известны «конечные морены», накапливавшиеся непосредственно у краёв ледниковых покровов.

Л.Я.: Как происходило становление науки о ледниках, требовавшей не только лабораторных исследований, но и смелых выходов в «поле»?

Л.Р.С.: Впервые на ледниковые отложения и формы рельефа обратили внимание наблюдательные горцы Швейцарии в конце XIX — начале XX веков. Они поняли, что по составу морен можно довольно точно установить, из какого района Альп они принесены ледником. Более того, выяснилось, что обширное Швейцарское плато, где проживает большая часть населения этой страны, покрыто рыхлыми отложениями, которые были снесены ледниками с Альпийских гор. Швейцарский естествоиспытатель Луи Агассиз обобщил наблюдения альпийских крестьян и дал первое научное описание движения ледников и переноса ими обломочного материала. Эта книга издана в Женеве в 1837 году и через несколько лет — в России. Так была заложена основа ледниковой теории — учения о древних оледенениях. Агассиз много сделал для распространения своих идей в других странах Европы. У него нашлись последователи, которые выяснили, что в прошлом ледники не только спускались с гор на предгорные равнины, как в Швейцарии, но и распространялись на обширные равнинные области Европы, удалённые от горных стран на значительные расстояния. Особо выделяется монументальный труд нашего соотечественника Петра Алексеевича Кропоткина «Исследования о ледниковом периоде» (1876). Он был написан частично во время заключения в Петропавловской крепости, где автор отбывал наказание за революционную деятельность. Материалы для этой книги были собраны во время экспедиционных исследований в Балтийском регионе и Восточной Сибири.

^{Рис. 2. Долинный ледник в Гренландии с полосами срединных морен на поверхности, разбитой множеством трещин}

 

Почти одновременно с Кропоткиным шотландский исследователь Арчибальд Гейки и шведский естествоиспытатель Отто Торрель представили обобщающие материалы о распространении древнего оледенения на Британских островах и в Северной Германии. Очень часто именно этих трёх исследователей считают основоположниками ледниковой теории, когда речь идёт об обширных размерах древнего оледенения.

В России идеи Кропоткина были подхвачены многими учёными, которые пытались выяснить, насколько далеко заходили в прошлом крупные ледниковые покровы. Было установлено, что эти ледяные тела спускались по обширным низменностям в бассейнах Среднего Днепра до Днепропетровска и Среднего Дона до Богучара, образуя гигантские ледниковые лопасти. Расположенная между ними Среднерусская возвышенность никогда не покрывалась ледниками, поскольку там не было обнаружено никаких следов их пребывания, она выполняла роль ледораздела.

Л.Я.: Это кажется особенно интересным в свете того, что, согласно работам учёных из Пущино-на-Оке, Среднерусская возвышенность эволюционно геологически связана с грандиозным тибетским поднятием земной поверхности — через Кавказ, Копетдаг и Гиндукуш (см. в «Дельфисе» №1(17) за 1999 г. статью Н.А.Лошаковой и И.Н.Степанова «Живые потоки Земли»).

Л.Р.С.: Своеобразное сочетание Днепровской и Донской ледниковых лопастей и промежуточного Среднерусского ледораздела стало хрестоматийной графической иллюстрацией распространения древнего оледенения. Она основана на трудах целого ряда отечественных учёных-геологов — В.П.Чирвинского, Н.П.Чирвинского, Н.Н.Боголюбова, А.П.Павлова, выдающегося ботаника В.Н.Сукачёва и др. К сожалению, восточное продолжение границы древнего оледенения исследовано гораздо меньше. Более или менее доказано, что ледниковый покров подступал к западному краю Приволжской возвышенности, но не переваливал через неё. Следовательно, там существовал барьер для продвижения ледника в восточные районы Русской равнины.

В Западной Европе ледниковый покров, спускавшийся со Скандинавских гор, полностью облекал все скандинавские страны и впадину Балтийского моря и выходил на равнины Польши, Германии и Нидерландов. Однако непреодолимым препятствием на пути льдов становились горы Центральной Европы, где оледенение развивалось только на больших высотах. Конечно, такие высокие горы, как Альпы, подвергались мощному оледенению. Основательные исследования древнего оледенения этой горной страны, предпринятые на рубеже XIX и XX веков немецкими учёными: геологом и географом А. Пенком и климатологом Э.Брюкнером, увенчались созданием классической монографии «Альпы в ледниковый период» (1909), которая до сих пор сохраняет огромное научное значение.

По примеру европейских учёных были проведены сходные работы в горных и равнинных районах других частей света. Особенно значительных успехов добились американские исследователи, которые ещё в конце XIX века составили первые карты распространения древнего оледенения на территории США и Канады. Выяснилось, что по своим масштабам оно значительно превосходило оледенения Старого Света, и, например, древний Северо-Американский ледниковый покров был обширнее современного Антарктического.

Л.Я.: А какова динамика оледенения во времени?

^{Рис. 3. Пермско-каменноугольное оледенение Годваны: 1 — области распространения ледниковых покровов; 2 — прочие области оледенения; 3 — районы распространения ископаемых папоротникообразных рода Glossopteris; 4 — направления движения льда}

 

Л.Р.С.: Конечно, изменения современных ледников можно проследить благодаря наблюдениям с искусственных спутников Земли, а привлечение архивов метеорологических наблюдений позволяет разобраться в причинах этих изменений. Но все эти данные охватывают лишь последние десятки и в лучшем случае самые последние сотни лет. А как вели себя ледники до этого? Когда образовались морены в горах и на равнинах? Здесь важную информацию предоставили материалы геологических наблюдений. Выяснилось, что толщи морен неоднородны и часто содержат прослои озёрных и болотных отложений, свидетельствующие о значительных перерывах в развитии оледенения. Благодаря методам определения абсолютного возраста, основанным на радиоактивном распаде изотопа углерода С¹⁴, удалось датировать остатки различных растений и животных, сохранившиеся в межморенных прослоях. Выяснилось, что последнее оледенение материков началось свыше 30 тысяч лет назад и достигло наибольшего развития 18—20 тысяч лет назад. Около 13 тысяч лет назад в условиях потепления климата усилилось таяние крупных ледниковых покровов, и они окончательно растаяли на севере Европы примерно 8 тысяч лет, а на севере Северной Америки — 6 тысяч лет назад. Значит, процессы формирования растительного и животного мира в районах древнего оледенения, ближайшего к нам по времени, исчисляются всего несколькими тысячелетиями, и природа там имеет довольно молодой возраст.

^{Рис. 4. У Белого моря. Рисунок пером Т.Н.Дроздовой}

Л.Я.: Интересно, а насколько сейчас «тепло» или «холодно» самой ледниковой теории?

Л.Р.С.: Рассматривая достижения ледниковой теории, нельзя обойти молчанием тот факт, что в нашей стране с середины XX в. зародилось своеобразная её критика со стороны антигляциалистов. Они потратили немало усилий на скрупулёзный поиск неточностей и противоречий в огромном потоке литературы, имеющей прямое или косвенное отношение к проблемам древнего оледенения. Само собой разумеется, антигляциалисты априорно отрицали воздействие ледника на подстилающую поверхность — может быть потому, что сами никогда не занимались изучением деятельности современных ледников. Ясно, что, находясь вдали от реальных ледников, трудно разобраться в том, как функционируют эти природные тела и как осуществляются в них процессы отрыва, транспортировки и отложения обломочного материала.

В поисках погрешностей, якобы допущенных приверженцами ледниковой теории, антигляциалисты обратились к фантастическим картинам гигантского Панарктического ледникового щита, который якобы покрывал чуть ли не треть всего Северного полушария. Однако это не имело ничего общего с результатами всестороннего изучения следов древнего оледенения на равнинах и горах Евразии. Судя по многочисленным конкретным результатам съёмок и обширной литературе, вполне очевидно, что масштабы древнего оледенения в Евразии были скромнее, чем в Северной Америке. Крупные ледниковые покровы активно развивались на равнинах и в горах Северной и частично Центральной Европы, а в более восточных районах Евразиатского материка в связи с ухудшением условий питания, ледниковые тела отличались относительно небольшими размерами.

Л.Я.: Как повлияло распространение оледенения на развитие человеческого общества?

Л.Р.С.: Известные науке ранние этапы становления человеческого общества приходились как раз на ту пору, когда ледниковые процессы на нашей планете усиливались.

В течение длительного времени эти процессы развивались преимущественно в Антарктиде, то есть далеко от очагов антропогенеза, относимых обычно к тропической Африке. Даже к тому времени, когда ледники возникли в северных полярных районах, прежде всего в Гренландии и Исландии (примерно 3 млн. лет назад), основная область расселения наших далёких предков не выходила за пределы экваториального и тропического поясов. Соответственно, влияние оледенения на среду обитания людей долгое время проявлялось лишь косвенно, через изменения климата и живой природы. Непосредственные контакты древнего человека с миром льда, по всей вероятности, произошли, когда ледниковые покровы стали развиваться в умеренных широтах. Это было в начале большого ледникового периода — плейстоцена, охватившего последние 700—800 тысяч лет в истории Земли.

Наиболее полно изучена история позднего плейстоцена, то есть ближайшие 100—120 тысяч лет. В начале и середине этого времени, когда на севере Европы и в высоких горах происходило разрастание ледников, на прилегающих территориях Центральной и Южной Европы, Северной Африки и Западной Азии жили люди среднего каменного века — неандертальцы¹, чей уровень развития был достаточно высоким, чтобы приспособиться к суровым природным условиям. Ухудшение климата и распространение оледенения в первой половине позднего плейстоцена мало повлияло на их расселение. Усовершенствование же орудий труда позволило приспособиться к жизни даже в суровых приледниковых условиях. Вероятно, именно в это время они научились искусно добывать огонь. Следы пребывания неандертальцев теряются в интервале 30—40 тысяч лет назад, когда масштабы оледенения сократились. В это же время появились люди нового типа — кроманьонцы, мало отличавшиеся от современных людей. Во время максимального распространения последнего материкового оледенения (18—20 тысяч лет назад) ускорилось совершенствование материальных культур, что, безусловно, облегчило адаптацию людей к суровым природным проявлениям.

Л.Я.: Ещё недавно преобладало мнение, что обширные территории, примыкавшие к ледниковым покровам, отличались крайне суровыми и довольно однообразными условиями. Так ли это?

Л.Р.С.: Согласно подобной трактовке, в период максимума последнего оледенения на Русской равнине к югу от ледникового покрова вплоть до берегов Чёрного и Каспийского морей распространялась вечная мерзлота и преобладала холодостойкая травянистая растительность — тундростепи. Однако эта неблагоприятная обстановка не согласуется с данными о высокой концентрации там кроманьонцев. Судя по археологическим данным, эти люди расселялись на обширной территории от приатлантических равнин Франции и Испании до предгорий Урала. На западе Европы известны преимущественно пещерные стоянки, обитатели которых охотились на северного оленя, а в горах — на серн. В Восточной Европе преобладала охота на крупных стадных животных — мамонта, шерстистого носорога, дикую лошадь и северного оленя. Помимо того, в составе охотничьей добычи попадались и типично лесные животные — бурый медведь, россомаха, лось, зубр и даже благородный олень.

Образ жизни населения во многом зависел от ресурсов животного мира. Установлено, что люди уже тогда устраивали небольшие охотничьи посёлки, в которых пребывали до тех пор, пока не истощатся ресурсы промысловых животных в округе. В приледниковых районах происходили значительные миграции населения, и в результате сходные виды каменных орудий распространялись среди населения обширных территорий.

В целом археологические данные указывают на существование чрезвычайно богатых ресурсов животного мира вопреки бытующим представлениям о безжизненности и суровости приледниковых ландшафтов Европы. По-видимому, во время оледенения структура этих ландшафтов была более сложной и мозаичной, причём на сравнительно небольшом удалении от ледникового края произрастали леса. В этом отношении не было принципиальных отличий от Северной Америки, что способствовало быстрому заселению и освоению человеком этих мест.

Л .Я.: Значит, именно у края ледника человек попадал в обстановку бурного развития жизни!

Л.Р.С.: Да, и можно провести некоторую аналогию с современными приледниковыми ландшафтами Арктики. Многие прибрежные районы арктических островов тоже богаты фауной. Достаточно вспомнить, я тому свидетель, хотя бы знаменитые птичьи базары Новой Земли, Шпицбергена и даже Земли Франца-Иосифа, где на каждом квадратном метре располагаются по несколько птичьих гнёзд.

Л.Я.: Каково ваше мнение о сухопутном «мосте» между Азией и Америкой?

Л.Р.С.: Во время последнего оледенения в крупных ледниковых покровах концентрировались огромные массы воды, изымавшиеся из системы глобального водообмена. В результате на 120—130 метров снижался уровень Мирового океана, и разные части света соединялись сухопутными мостами. Один из таких мостов располагался на месте Берингова моря и соединял Азию с Америкой. По этому мосту происходили миграции растений, животных, людей, и переселенцы из Азии на Аляску стали первыми жителями огромного Американского материка. Они проделали нелёгкий путь по узкому, свободному ото льда коридору в восточных предгорьях Кордильер. По нему прокатилось несколько волн миграции первобытных охотников, которые в конечном итоге выходили в прерии Северной Америки, изобилующие множеством животных.

По существующим оценкам, заселение Американского континента пришельцами из Азии произошло за необычайно короткие сроки: расстояние от Канады до Мексиканского залива было преодолено за 350 лет, а до Огненной Земли — всего за 1000 лет.

Мы рассмотрели основополагающие представления современной ледниковой теории, коснулись связи древних оледенений с эволюцией первобытного человека. За рамками изложения осталась интригующая проблема периодичности древних оледенений, которые через определённые интервалы времени повторялись в истории Земли. Естественно, в первую очередь здесь возникает вопрос, в какую эпоху мы живём и когда следует ожидать очередной активизации оледенения. Но это уже совсем другая история.

Л.Я.: В заключение беседы позволю себе высказать одно предположение. Функция ледовых «шапок» на полюсах Земли для различных «сфер» её, в том числе биосферы, возможно, исключительно тонкая. Именно от полюса и к полюсу туго стягиваются трассы заряженных частиц и квантов энергий — причём не только магнитной, но и торсионной, вызванной лишь вращением планетного тела вокруг оси. Не являются ли спрессованные массы приполярного льда своеобразными «кратковременными» собирающими «линзами», которые пропускают через себя, по-своему фильтруя, потоки, с одной стороны, от дальних звёзд, галактик, сгруппированных вокруг северного и южного полюсов мира, с другой — от недр Земли? И если фокальное изображение небесной бесконечности ледяная линза шлёт в те недра, то сконцентрированная информация о подземных слоях должна постоянно «висеть» где-то над блестящими шлемами полюсов.

Лёд, поистине, — белый волшебник, «великий волшебник», как замечала Е.П.Блаватская, упоминая, что его сакральные «свойства так же мало известны, как свойства эфира», и что он «обладает способностью сохранять образы предметов, которые при определённых световых условиях отпечатались на его поверхности, и эти невидимые образы сохраняются до тех пор, пока лёд не растает...».

Снег, в особенности на севере, замечал в конце XIX века Учитель К.Х., «полон метеорного железа и магнитных частиц». Современные учёные, проанализировав слои льда в Гренландии и Антарктиде, убедились, что выпавший 14 тыс. лет назад снег был вчетверо грязнее нынешнего (!), возможно из-за бурной деятельности вулканов, когда соперничали в силе стихии огня и льда и наступало потепление. Исследователи также предполагают, что потоки высокоэнергичных частиц от вспышек сверхновых звёзд, происходивших когда-то неподалёку от Солнца, могут оставлять следы в виде аномально больших концентраций некоторых изотопов в толщах арктических льдов.

Лёд — чувствительный консервант, кристаллизованная память Земли о себе и небе, сберегающая в застывшей до срока воде неисчерпаемые ресурсы обновления. Как раз в присутствии льда на планете были созданы условия для появления и развития современного человечества. На тающей кромке льдов — весной ли, в горах, при глобальном потеплении, всегда присутствует и расцветает непрерывающаяся «волна жизни». Так, особо живительна для нас талая вода...

Л.Р.С.: В поведении ледников, их изменениях и, главное, воздействии на мир человека таится ещё немало загадок. Те закономерности, которые удалось до сих пор выяснить учёным, — это лишь самое начало пути...