Введение

Изменение окружающей среды происходит не только в результате антропогенного воздействия, но и под влиянием естественных причин. Это относится прежде всего к климату. Колебания климата и его природная изменчивость всегда оказывали существенное влияние на развитее жизни на Земле, а в последние тысячелетия и на развитие цивилизации. Во второй половине XX века стало очевидно, что в за счёт антропогенного и естественного воздействий общая климатическая ситуация изменяется гораздо быстрее, чем в прежние времена. Это обстоятельство заставило многих учёных всего мира направить усилия на исследование природы климатических изменений и их воздействия на биосферу и общество.

Рассматривая проблемы глобального изменения климата, истощения озонового слоя в атмосфере Земли, предлагаемые меры по сокращению эмиссии парниковых и озоноразрушающих газов, следует проанализировать возможное соотношение естественных и искусственных причин тревожащих человечество отклонений от признаваемого им оптимума состояния окружающей среды, а также наметить основные пути выхода из климатического кризиса.

История развития климата Земли

Развитие микроорганизмов, похожих на современные сине-зеленые водоросли, и было началом конца восстановительной атмосферы, а вместе с ней и первичной климатической системы. Этот этап эволюции начинается около 3 млрд. лет назад, а возможно и раньше, что подтверждает возраст отложений строматолитов, являющихся продуктом жизнедеятельности первичных одноклеточных водорослей. Находки их в Южной Африке датируются 2,7-2,9 млрд. лет назад.

Заметные количества свободного кислорода появляются около 2,2 млрд. лет назад - атмосфера становится окислительной. Об этом свидетельствуют геологические вехи: появление сульфатных осадков - гипсов, и в особенности развитие так называемых красноцветов - пород, образовавшихся из древних поверхностных отложений, содержавших железо, которые разлагались под воздействием физико-химических процессов, выветривания. Красноцветы отмечают начало кислородного выветривания горных пород.

О.Г. Сорохтин в последнее время выдвинул новую гипотезу, согласно которой в результате непрерывно идущего процесса формирования ядра Земли из зоны его формирования выделяется избыток кислорода, "просачивающегося" к поверхности планеты и участвующего в формировании атмосферы. По О.Г. Сорохтину, именно таким путем атмосфера стала окислительной, а возможно даже, что она с самого начала имела некоторое количество кислорода.

Предполагается, что около 1,5 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло "точки Пастера", т.е. 1/100 части современного. Точка Пастера означала появление аэробных организмов, перешедших к окислению при дыхании с высвобождением при этом значительно большей энергии, чем при анаэробном брожении. Опасное ультрафиолетовое излучение уже не проникало в воду глубже 1 метра, так как в кислородной атмосфере возник пока еще очень тонкий озоновый слой. 1/10 части современного содержания кислорода атмосфера достигла более 600 млн. лет назад. Озоновый экран стал более мощным, и организмы распространились во всей толще океана, что привело к настоящему взрыву жизни. А вскоре, когда на сушу вышли первые самые примитивные растения, уровень содержания кислорода в атмосфере быстро достиг современного и даже превзошел его. Предполагается, что после этого "всплеска" содержания кислорода продолжались его затухающие колебания, которые, возможно, имеют место и в наше время. Так как фотосинтетический кислород тесно связан с потреблением углекислого газа организмами, то и содержание последнего в атмосфере испытывало колебания.

Вместе с изменениями атмосферы другие черты стал приобретать и океан. Аммиак, содержавшийся в воде, был окислен, изменились формы миграции железа, сера была окислена в окись серы. Вода из хлоридно-сульфидной стала хлоридно-карбонатно-сульфатной. В морской воде оказалось растворенным огромное количество кислорода, почти в 1000 раз больше, чем в атмосфере. Появились новые растворенные соли. Масса океана продолжала расти, но теперь медленнее, чем на первых этапах, что привело к затоплению срединно-океанических хребтов, которые были открыты океанологами только во второй половине нашего века.

В следующих геологических эпохах наблюдалось значительное изменение климата Земли. Например, в триасовом периоде мезозойской эры климат был резкий и сухой, но достаточно теплый, в результате чего большое развитие получили пустыни. В дальнейшем, вовремя юрского и мелового периода климат значительно потеплел, увлажнился и стал более ровным. Ледники практически исчезли, тропические леса покрывали многочисленные пространства на континентах.

Климат в начале третичного периода кайнозоя был ровный, теплый и влажный. Пальмы и древовидные папоротники в большом количестве росли на всех северных материках. Вечнозеленые субтропические деревья составляли главную массу палеоценовых лесов. Значительно реже встречались предки наших деревьев с опадающей листвой.

Климат в эоценовой эпохе третичного периода был теплый. Вееролистные и финиковые пальмы по-прежнему широко росли по северным материкам, которые были покрыты вечнозелеными лесами.

В олигоцене климатические условия оставались умеренным и влажным, но по сравнению с климатом эоцена приобрели более сухие и прохладные черты. Пальмы росли на северных материках не так обильно, но по-прежнему здесь еще господствовали вечнозеленые леса. Среди них стало больше хвойных и лиственных деревьев, периодически сбрасывающих листву. природный климат потепление биосфера

В конце третичного периода климат становился все более холодным. В миоценовое время в Европе уже исчезли пальмы. Их сменили хвойные и лиственные деревья с опадающей листвой. В связи с похолоданием климата в миоценовую эпоху усиленно развивались травянистые растения и степи получили весьма широкое распространение.

Четвертичный, или антропогеновый, период - последний и самый короткий период в истории Земли - начался лишь около 1,65 млн. лет назад. Геологи подразделяют четвертичную систему на два отдела: плейстоцен и голоцен, последний охватывает последние 10 тыс. лет и поэтому нередко называется современным временем.

В течение непродолжительного четвертичного периода не было значительных перемещений континентов. Однако изменения климата были огромными. От предыдущих геологических эпох антропоген отличается сильным похолоданием климата, наложившим свой отпечаток, как на рельеф местности, так и на биологические формы. Процесс похолодания, начавшийся еще в конце третичного периода, продолжался в антропогене с повышенной интенсивностью, достигнув здесь своего максимума. По мере понижения температуры на возвышенных местах образовывались снежники и ледники, не успевавшие растаять летом. Под собственной тяжестью они сползали с гор в долины, и со временем обширные зоны северного и южного полушария оказались подо льдом. Ледники поползли с севера на юг, покрыв льдами Канаду, северную половину Европы и большую часть Северной Азии.

В некоторые моменты ледяная кора покрывала свыше 45 млн. квадратных километров, что составляло до 26% всей суши, в то время как площадь современного оледенения равна около 16 млн. км 2, или 11% суши. В Европе оледенение доходило до Южной Англии, Голландии, Гарца и Карпат, в Средней России до долин Дона и Днепра (44 сев. широты). В Северной Америке ледяные поля простирались до 40 северной широты, где ныне находятся города Сент-Луис и Филадельфия. Хотя четвертичный период в целом и был более холодным, чем предшествующие геологические эпохи, тем не менее, и в нем периоды оледенения чередовались с межледниковыми периодами, когда льды отступали, и на земле временно воцарялся умеренный климат. За последний миллион лет было не менее шести ледниковых и межледниковых периодов. Похолодание привело к образованию четко обособленных климатических зон, или поясов (арктического, умеренного и тропического), проходящих через все континенты. Границы отдельных зон были подвижными и зависели от продвижения к югу или отступления ледников, поэтому территория современного умеренного пояса не раз на время становилась Арктикой.

С четвертичным периодом связаны четыре больших оледенения. Им дали следующие названия: гюнцское, миндельское, рисское и вюрмское. Продолжительность ледникового периода, по современным данным, составляет около 200 тыс. лет, а послеледникового - 20 тыс. лет.

Современный человек появился в эпоху оледенения. 25 тыс. лет назад начинается последнее разрастание ледниковых покровов. Своего максимума в северном полушарии они достигли 18 тыс. лет назад.

Кульминация оледенения продолжалась недолго, уже 16 тыс. лет назад началась его общая деградация, а 5 тыс. лет спустя объем льда сократился вдвое. В это время наступило небольшое похолодание, которое приостановило разрушение ледниковых покровов, но уже 8 тыс. лет назад Скандинавский ледниковый покров исчез полностью. В Северной Америке последние следы некогда грандиозного Лаврентийского ледникового покрова перестали существовать примерно 6 тыс. лет назад. Быстрая деградация ледниковых покровов объясняется не только климатическими условиями, но и самим механизмом движения льда, особенностями механики гигантского ледяного тела, находящегося на поверхности Земли в условиях, близких к точке плавления этого материала.

Последний интервал, во время которого мы живем, носит название голоцена. Это отрезок времени с начала нынешнего межледниковья, начавшегося 10 тыс. лет назад и продолжающегося по сей день. Межледниковье тоже не является застывшим миром, хотя оно и не столь богато событиями, как ледниковый период. В голоцене происходили заметные климатические колебания, которые хорошо прослеживаются как с помощью палеотемпературных, так и других методов реконструкции климата прошлого.

Ранняя часть голоцена характеризовалась потеплением, которое перешло около 8 тыс. лет назад в интервал, известный как "климатический оптимум" и продолжавшийся около 2,5 тыс. лет. В период оптимума средняя температура воздуха была выше современной, отмечена также повышенная увлажненность, в частности в пустынях Сахаре и Раджастане в Индии.

Климатический оптимум 5,5 тыс. лет назад сменился похолоданием, затем наступило новое потепление, кульминация которого пришлась на период около 4 тыс. лет назад. Следующее за ним новое похолодание совпало с периодом войн за Трою и путешествий Одиссея.

Следует сказать, что климатологи различают геологические, исторические и современные изменения климата. Ранее речь шла о геологических изменениях, которые изучаются только геологическими и геофизическими методами. К историческим относятся изменения климата, происходившие в период развития цивилизации до начала инструментальных наблюдений. При изучении их в дополнение к геологическим и геофизическим методам используются археологические памятники и памятники письменности. Современные изменения климата относятся только к периоду инструментальных наблюдений.

Вслед за первым историческим похолоданием с кульминацией около 3 тыс. лет назад началось новое потепление, продолжавшееся и в первом тысячелетии нашей эры, известное как "малый климатический оптимум". Этот период можно назвать также периодом забытых географических открытий (норманнских), в отличие от периода Великих географических открытий XV и XVI вв.

Потепление раннего средневековья привело к уменьшению увлажненности в Европе, свидетельства чего найдены в отложениях торфяников в Средней Европе. На Руси до конца Х в. также были благоприятные климатические условия: редко случались неурожаи, не было очень суровых зим и сильных засух. Вспомним, что именно в это благоприятное время был открыт и интенсивно использовался путь "из варяг в греки".

В первой четверти нашего тысячелетия начинается постепенное похолодание.

На Руси начало второго тысячелетия нашей эры ознаменовалось резким ухудшением климатических условий. Начался период страшных гроз, великих засух, суровых зим.

В целом эта ближайшая к нам эпоха похолодания, известная как малый ледниковый период, продолжалась до XIX в. и сменилась новым потеплением. Геологические и геофизические следы малого ледникового периода, как и письменные источники, говорят о том, что это было явление глобального характера - оно проявлялось в северном полушарии от Западной Европы до Китая, Японии и в Северной Америке. В южном полушарии следы похолодания не столь четки, но они тоже есть.

На графике изменения средней температуры воздуха у поверхности Земли для периода голоцена можно видеть, что после климатического оптимума в начале голоцена при всех последующих спадах и подъемах температуры отмечается общая тенденция к похолоданию.

В XX веке интенсивными темпами начался рост среднегодовой температуры.

С 1901 по 2000 год средняя годовая глобальная температура приземного воздуха возросла на 0,6 ± 0,2°С, однако во времени этот процесс протекал неравномерно. Специалисты выделяют три периода аномальных изменений температуры: потепление 1910-1945 годов, небольшое относительное похолодание 1946-1975 годов и наиболее интенсивное потепление, начавшееся в 1976 году. Самым теплым десятилетием были 1990-е годы, а самым теплым годом - 1998-й. Правда, не лишним будет подчеркнуть, что потепление идет только в тропосфере, то есть в пределах нескольких километров от поверхности земли, а в верхних слоях атмосферы температура снижается. /3, стр. 56/

Что же происходило с климатом России во второй половине XX века? Общая тенденция та же, что и на планете в целом, - повышение средней годовой температуры воздуха. Наиболее интенсивный положительный тренд был отмечен в Прибайкалье - Забайкалье (3,5°С за 100 лет). Биологи отмечают, что такие изменения уже отразились на уникальной экосистеме Байкала: увеличилась общая масса планктона, появились водоросли более теплолюбивых видов. Потеплело также в Приамурье - Приморье и в Средней Сибири. Крупные положительные аномалии температуры сохранялись в этих регионах в течение последних 11-12 лет. Средняя температура по территории России была максимальной в 1995 году (отклонение от нормы - 1,9°С).

Изменение климата - процесс неоднородный. В целом по России потепление более заметно зимой и весной (тренд составил соответственно 4,7 и 2,9°С за 100 лет), в теплое время года рост температуры слабее. Кроме того, районы потепления чередуются с районами заметного похолодания.

Климат — это множество состояний, которые проходит система океан—суша—атмосфера за периоды времени в несколько десятилетий. При этом важно знать, как часто встречается в этом множестве каждое из возможных состояний,— тогда можно находить среднее значение по всему множеству для любой количественной характеристики этих состояний.

Мгновенное состояние системы океан—суша—атмосфера называют погодой. Она характеризуется некоторым набором глобальных полей, т. е. распределений по земному шару ряда характеристик морской воды, атмосферного воздуха, поверхности Земли и верхнего слоя почвы. Для воды и воздуха нужно брать температуру, давление, концентрации термодинамически активных примесей (для морской воды — соль, для воздуха — парообразная влага, жидкая вода и лед в облаках и туманах, углекислый газ, пыль различной природы) и векторные скорости движения. На поверхности Земли нужно знать потоки тепла и ТАН (прежде всего — испарение и осадки), наличие снежного и ледового покрова (и их толщину), для суши, кроме того,— характер растительности, влажность почвы, сток влаги.

Периоды времени в несколько десятилетий, указанные в определении климата, выбраны так, чтобы определяемые но этим периодам характеристики климата были наиболее устойчивыми, т. е. меньше всего менялись бы при переходе от одного такого периода к другому. Действительно, фактические данные (например, о температуре воздуха) показывают, что при меньших периодах осреднения (скажем, за год или за несколько лет) средние значения оказываются более изменчивыми (это — так называемая между годичная, а также и более коротко-периодная изменчивость погоды). Более интенсивной оказывается и значительно более длиннопериодная изменчивость климата, скажем, с периодами в тысячи лет.

Климат формируется под действием ряда факторов, которые можно разбить на три группы.

1. Внешние, или астрономические, факторы — светимость Солнца, положение и движение планеты и Солнечной системе, наклон ее осп вращения к плоскости орбиты и скорость вращения, определяющие воздействия на планету со стороны других тел Солнечной системы,— ее инсоляцию (облучение солнечной радиацией) и гравитационные воздействия внешних тел, создающие приливы и колебания характеристик орбитального движения и собственного вращения планеты (а потому и колебания в распределении инсоляции по внешней границе атмосферы).

2. Геофизические и географические факторы — ряд особенностей планеты, из которых для климата Земли наиболее важными являются свойства нижней границы атмосферы — подстилающей поверхности — и прежде всего те свойства, которые определяют ее динамическое и тепловое взаимодействие с атмосферой и обмен с нею термодинамически активными примесями. Из этих свойств, по-видимому, па первом месте должно быть названо географическое распределение континентов и океанов.

3. Атмосферные факторы — масса и состав атмосферы (включая и основные ее составные части, и специфические ТЛП).

Мы еще не знаем, определяется ли климат всеми этими факторами однозначно, или же при одних и тех же фиксированных значениях всех климатообразующих факторов могут получаться разные климаты. Второе из этих предположений возникает в связи с тем, что за последние 0,6— 1 млн лет каких-либо резких изменений климатообразующих факторов как будто не происходило, однако имели место резкие колебания климата — чередование ледниковых и межледниковых периодов продолжительностью в десятки тысяч лет. Их мы подробно проанализируем ниже, здесь же рассмотрим изменения климатообразующих факторов, происходившие в течение истории Земли, и порождавшуюся ими эволюцию климата.

Кажется легче всего приписывать изменения климата и даже погоды изменениям солнечной радиации. Действительно, разница в температурах воздуха у поверхности Земли между днем и ночью, экваторами и полюсами, летом и зимой создается разницей в количестве приходящей солнечной радиации: чем больше это количество, тем выше температура; так нельзя ли допустить по аналогии, что в периоды с теплым климатом приходящая на Землю солнечная радиация была повышенной, а во время ледниковых периодов она снижалась (эту гипотезу предложил ирландский астроном Е. Эник). Однако такое простое рассуждение может оказаться неверным, если небольшие повышения солнечной радиации будут приводить на Земле к увеличению испарения, росту облачности, усилению зимних снегопадов, снеготаяния из-за повышенной облачности и, как следствие, к росту ледников и понижению температуры (Г. Симпсон), Впрочем, большинство специалистов по эволюции звезд в противоположность Е. Эпику считает, что Солнце и другие звезды такого же типа («желтые карлики» спектрального класса G-2) имеют весьма стабильное излучение, мало меняющееся в течение времени порядка 10 млрд. лет (времени их пребывания па так называемой главной последовательности звезд на диаграмме светимость—цвет). Отметим, что не наблюдается и короткопериодных колебаний суммарной светимости Солнца — идущий от него поток энергии, на среднем расстоянии Земли от Солнца составляющий 1,952 кал на 1 см2 в минуту, по-видимому, не испытывает сколько-нибудь валютных изменении во времени (и потому эта величина именуется солнечной постоянной).

По изложенным причинам в дальнейшем будут рассматриваться лишь факторы, не связанные с какими-либо изменениями в светимости Солнца. Представляется, что из таковых наиболее медленные изменения климата могли создаваться геохимической эволюцией гидросферы и атмосферы, а также приливной эволюцией системы Земля-Луна.

Масса водяного пара имеет положительную обратную связь с парниковым эффектом, так как насыщающая концентрата водяного пара растет с повышением температуры: «ем больше в атмосфере водяного пара, тем сильнее парниковый эффект, выше температура и поэтому больше допустимое, т. е. насыщающее, содержание водяного пара. Сколько-нибудь падежных расчетов изменений в течение истории Земли масс водяного пара и углекислого газа В атмосфере пока нет, так что возможность соответствующих изменений климата (прежде всего температуры воздуха) еще не исключена. Однако палеонтологические данные, убедительно демонстрирующие непрерывность развития жизни, свидетельствуют о том, что никаких климатических катастроф на Земле не происходило.

Перейдем теперь к возможным климатическим последствиям приливной эволюции системы Земля—Луна. Эту систему можно рассматривать как сложный волчок, состоящий из двух тел, вращающихся вокруг своих осей и вокруг общего центра тяжести (все эти вращения имеют одинаковое направление: если смотреть со стороны Полярной звезды, то против часовой стрелки). Чтобы упростить описание этой системы, пренебрежем воздействием на нее со стороны других небесных тел. Тогда суммарный момент количества движения всех указанных вращений не будет изменяться со временем. С высокой точностью можно считать, что векторная сумма моментов количества движения собственного вращения Земли и орбитального движения Луны постоянна.

Если бы в теле Земли не было никакого трения, то приливные горбы, образующиеся на поверхности Земли из-зa притяжения Луны, были бы направлены точно по линии, соединяющей центры этих тел. Но из-за трения они увлекаются вращением Земли, много более быстрым, чем угловое движение Луны по орбите, так что их ось образует с линией центров Земля—Луна некоторый угол запаздывания б (и в каждой точке Земли максимальный прилив наступает позже момента наибольшей высоты Луны на небе). Ближний к Луне приливный горб притягивается ею сильнее, чем дальний, и это создает на Земле момент сил, стремящийся повернуть планету противоположно ее собственному вращению. Вращение Земли должно замедляться, так что ее собственный момент количества движения будет уменьшаться. Соответственно момент количества движения Луны увеличатся. Но из третьего закона Кеплера вытекает, что момент количества движения планеты на орбите пропорционален квадратному корню из среднего радиуса орбиты (или кубическому корню из периода обращения планеты). Следовательно, Луна додаем отходить от Земли (и ее угловое движение на орбите замедлится).

Расчеты показали, что из-за приливного трения вращение Земли замедляется так, что продолжительность суток увеличивается на 0,0017 с за столетие. Из-за этого крошечного прироста за тысячелетия набегает уже весьма заметная разница. Так, средняя за последние 2000 лет продолжительность суток была на 0,017 с меньше современных, следовательно, набежала разница в 3,5 часа. Значит, если мы рассчитаем время какого-либо солнечного затмения, происходившего 2000 лет тому назад, пользуясь сегодняшней продолжительностью суток, то ошибемся против истинного времени затмения на 3,5 часа. За это время Земля поворачивается на 52,°5 по долготе — столь большой будет наша ошибка в определения места наблюдения данного затмения. Этот расчет показывает, что одного только свидетельства древнего историка о наблюдении солнечного затмения в таком-то году в том или ином пункте, скажем в Древней Греции или в Вавилоне, может быть достаточно для довольно точной оценки приливного замедления вращения Земли. Получающиеся таким способом оценки оказываются очень близкими к приведенной выше цифре 0,0017 с за столетие.

Дж. Уэллс (1963) нашел еще один способ эмпирической оценки приливного замедления вращения Земли — по обнаруженным им на разрезах некоторых ископаемых кораллов микроскопическим годичным в суточным кольцам роста, позволяющим подсчитывать число дней в году в соответствующую геологическую эпоху. Согласно астрономическим теориям устойчивости планетных движений длину года можно считать практически неизменной. Поэтому, например, полученная по кораллам среднего девона, возраст которых около 380 млн. лет, цифра 400 дней в году означает, что продолжительность суток в ту эпоху составляла 21,7 часа. Эти оценки очень неплохо согласуются с приведенными выше.

Исключительно большое значение для климата имеет наклон е экватора планеты к плоскости ее орбиты к Солнечной системе. На Земле в прошлом наклон е был меньше современного, так что сезонные изменения погоды оказывались слабее, а разница между экватором и полюсами больше (па полюсы попадало меньше солнечного тепла), широтная зональность выражена резче, общая циркуляция атмосферы была более зональной и интенсивной. Эти условия были благоприятными для развития оледенении в полярных районах, особенно при наличии в них континентов, и этим, по-видимому, можно пытаться объяснять обнаруживаемые геологами следы множества докембрийскнх оледенений.

После геохимической эволюции гидросферы и атмосферы и приливной эволюции Земли следующим по темпам изменений фактором эволюции климата представляется движение континентов и полюсов. Оно происходит со скоростями порядка сантиметров в год, так что изменения глобальных масштабов, т. е. смещения на тысячи километров, образуются за сотни миллионов лет. Без знания распределения континентов в ту пли иную геологическую эпоху невозможно правильно интерпретировать показания палеоклшматических индикаторов о палеоклиматах конкретных регионов.

Вследствие того что суточные суммы приходящего на верхнюю границу земной атмосферы солнечного тепла не зависят от долготы, климат, несмотря на различия, создаваемые континентами и океанами, обладает ярко выраженной широтной зональностью. Раньше, когда массы океана и атмосферы были меньше, Земля вращалась быстрее и наклон экватора к эклиптике был меньше современного, каждый из этих факторов делал широтную зональность климата еще более резкой, чем теперь. Эта зональность выглядит следующим образом. В экваториальной зоне сильный нагрев земной поверхности создает интенсивную конвекцию с образованием мощных кучевых облаков и ливневыми осадками, так что эта зона оказывается влажной. Восходящие движения компенсируются здесь притоком воздуха к экватору в нижних слоях атмосферы (пассатные ветры) и их оттоком в более высоких слоях. В субтропиках оттекающий воздух отклоняется вращением Земли на восток, и ячейки пассатной циркуляции вынужденно замыкаются нисходящими движениями, так что субтропические зоны оказываются засушливыми (аридными). Дальше к полюсам тепло переносится подвижными циклопами, образующимися в западно-восточных течениях ударенных широт и сопровождающимися обильными осадками, так что эти зоны опять оказываются гумидными. Указанными свойствами шпротной зональности климата воспользовался П. М. Страхов при своих фанерозойских палеоклиматических реконструкциях, выявивших движение полюсов (по проделанных еще на фиксистской основе без учета движения коптинептов).

При отсутствии широтной зональности климата не было бы и сезонных колебаний погоды. Поэтому свидетельства о наличии в ту или иную геологическую эпоху сезонных колебаний погоды суть доказательства широтной зональности климата этой эпохи. Такими свидетельствами являются прежде всего породы с годичными слоями, так называемые варвиты, которые обнаружены практически во всех геологических периодах фансрозоя.

Качественными индикаторами климатических зон могут служить многие горные породы. Так, в аридных зонах образуются эвапориты — доломиты, ангидриты, гипсы, калийная и каменная соли, осаждающиеся из растворов в условиях сильного испарения, а также карбонатные красноцветы (продукты выветривания, обедненные кремнеземом и окрашенные окислами железа) и лёссы.

Самыми выдающимися из климатических событий в истории Земли были, конечно, ледниковые периоды, характеризовавшиеся появлением континентальных ледниковых щитов (в настоящее время такие щиты покрывают Антарктиду и Гренландию). Как уже отмечалось, геологами обнаружены многочисленные тиллиты как фаперозойского, так и докембрийского возраста. Самыми древними из них являются, по-видимому, нижнепротерозойские.

В среднем протерозое, нижнем и среднем рифее на всех континентах встречаются многочисленные слон несортированных конгломератов, иногда похожих па тиллиты, но сколько-нибудь ясной картины, как для нижнего протерозоя, здесь не складывается. Зато в верхнем рифее и в венде в разных частях мира найдены многочисленные тиллиты (рис. 59), хорошо коррелирующие друг с другом и группирующиеся в основном по двум возрастам,— нижние около 750—800 млн. лет (верхнерифейское оледенение) и верхние около 650—680 млн. лет (вендское оледенение).

К следующей ледниковой эпохе (карбопа и перми) климат пришел, по-видимому, в результате постепенного похолодания, заметного по кривой рис. 58 (в течение которого южный полюс перемещался из Западной Африки через Бразилию и Аргентину в Антарктиду, оставляя на своем пути упоминавшуюся выше цепочку силуродевопских тиллитов).

Первым крупным районом, на котором сказалось кайпозойское похолодание климата, явилась, естественно, Антарктида. Ныне ледниковый покров на ней, согласно сводке В. И. Бардина и И. А. Суетовой (1967), имеет площадь около 14 млн. км2 и объем 24 млн. км3 (что составляет около 90% объема всех ледников мира; объем Гренландского ледникового щита равен 2,6 млн. км3; на арктические и горные ледники остается менее 1%); растопление всего антарктического льда повысило бы уровень Мирового океана на 55 м. Около 83% антарктического льда сосредоточено в ледниковом куполе Восточной Антарктиды толщиной до 3,6 км, дно которого лежит в основном выше уровня моря, а поверхность в среднем выше 2 км над уровнем моря. Отделенный от него Трансантарктическими горами ледниковый щит Западной Антарктиды лежит в основном на дне океана и на ряде островов в включает огромные плавающие шсльфовые ледники в морях Росса и Уэдделла. Атмосферные осадки над Антарктидой, в среднем всего около 150 мм в год, по некоторым оценкам сейчас немного превышают потери льда (главным образок путем отрыва айсбергов).

Геологические разрезы на островах Кинг-Джорджа и Симора и в Южной Австралии (отделившейся от Антарктиды лишь в конце эоцена), а также материалы колонок донных осадков Южного океана свидетельствуют, что ледниковый щит Антарктиды образовался лишь в миоцене — около 20 млн. лет тому назад — и с тех пор существует до нашего времени (это подтверждают и данные о падении уровня Мирового океана на много десятков метров.

Климат, по определению, есть понятие глобальное, и те или иные проявления каждой ледниковой эпохи, естественно, обнаруживаются во всех районах мира, но, конечно, они отнюдь не везде и не всегда сводились к росту ледников. Всего льдом было покрыто 14% поверхности Земли, вдвое больше, чем теперь. Ледниковые щиты достигали в Европе 48°30", а в Северной Америке 37° широты.

Максимальный объем льдов суши в плейстоцене составлял 56,1 млн. км, в том числе 23,9—в Антарктиде (как сегодня), 23,9 —в Северной Америке, 7,6 —в Европе и 0,7 —в Урало-Сибирской области (60% этих льдов было сосредоточено в северном и 40%—в южном полушарии, тогда как теперь эти цифры равны 8 и 92%).

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

Институт управления финансами и налогового администрирования

Кафедра управления инновациями в реальном секторе экономике

По дисциплине «ЕНОИТ»

На тему: Климат Земли в прошлом, настоящем, будущем. Его влияние на развитие цивилизации

Работу выполнила:

Разгуляева Арина Николаевна

Менеджмент 1-1, 1 курс

Москва, 2014

ВВЕДЕНИЕ

КЛИМАТ ДОКЕМБРИЯ

КЛИМАТ ПАЛЕОЗОЯ

КЛИМАТ МЕЗОЗОЯ

КЛИМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ

КЛИМАТ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

МАЛЫЙ ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД

КЛИМАТ БЛИЖАЙШЕГО БУДУЩЕГО

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА НА РАЗВИТИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПЕРВОИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

В последнее десятилетие проблема изучения древних климатов приобрела особое значение в связи с возможностью их использования для уточнения прогнозирования климата ближайшего и отдаленного будущего. Особая важность проблемы будущего климата планеты определяется тем, что хозяйственная деятельность человека всецело зависит от климатических условий. Но в последние годы в результате хозяйственной деятельности людей возможны крупные изменения климата. Непреднамеренное глобальное загрязнение окружающей среды продуктами сжигания топлива, происходящее в региональном и глобальном масштабе, мелиоративные и ирригационные работы, строительство гидроэлектростанций и водохранилищ, уничтожение лесов на огромных площадях и т.д. могут вызвать климатические изменения, по своему характеру и размерам сходные с глобальными естественными изменениями климата, происходившими в геологическом прошлом.

Цель работы

Показать:

.Изменения климата Земли в течение её развития

.Взаимосвязь климата прошлого, настоящего и будущего

.Влияние климата на развитие цивилизации

1. Климат докембрия

Когда же возник климат на Земле? Термин "климат" был введен древнегреческим астрономом Гиппрахом из Никеи во 2 веке до нашей эры. По современным представлениям климат возник после того, как недра Земли стали разогреваться, и в них стали образовываться глубинные «реки», несущие тепло. В это время сквозь расплавленные участки земной коры на ее поверхность стали поступать различные соединения газа. Так образовывалась первая атмосфера. Она состояла из смеси углекислого газа, аммиака, азота, водяного пара, водорода, соединений серы и паров сильных кислот. Абсолютное преобладание в ней углекислого газа и большое содержание водяного пара способствовали тому, что такая атмосфера легко пропускала солнечный свет. В результате, это привело к сильному повышению температур, которые могли достигать порядка 500°C. К примеру, аналогичные температуры характерны для поверхности Венеры.

В дальнейшем в результате постепенного уменьшения количества углекислого газа, аммиака и водяного пара в атмосфере и появлением других газов так называемый парниковый эффект начал спадать. Температуры на Земле стали понижаться. Это, в свою очередь, способствовало конденсации паров воды. Возникла гидросфера. С её образованием начался новый этап развития органических веществ. Вода - та первая среда, в которой родилась и развивалась жизнь.

Первые микроскопические организмы появились более 3,8 млрд. лет назад. Это время было довольно неуютным для живых существ. Плотная атмосфера без кислорода, постоянно раскалывающаяся сильнейшими землетрясениями поверхность планеты, огромные потоки глубинного расплавленного вещества и постоянно выделяющиеся из недр газы. В воде не было условий, для развития организмов того времени. Вода постоянно была в кипящем состоянии. В такой среде могли существовать немногие микроскопические организмы.

Со временем внутренняя активность планеты затихала. Все меньше и меньше из глубин выделялось аммиака и углекислого газа, то, что попадало в атмосферу, использовалось на процессы окисления и использовалось микроскопическими организмами на образование кремнистых и карбонатных горных пород. Возможно, в связи с этим и началось снижение температуры на Земле. По геологическим масштабам оно произошло очень стремительно, и уже 2,5-2,6 млрд. лет назад, настолько сильно похолодало, что на земной поверхности началось первое оледенение.

Изучая возникшие в тот период напластования горных пород, геологи не раз замечали присутствие в них образований, похожих на современные морены. Это были хорошо отполированные валуны и скопления галек очень твердых пород с многочисленными штриховками и шрамами, которые могли быть оставлены только острыми краями горных пород, впаянных в лед. Все это свидетельствовало о ледниковой природе рельефа и горных пород, но в то же время противоречило существовавшему мнению о господстве в то далекое время высоких температур и очень теплого климата. Тщательное изучение следов оледенения в докембрийскую эпоху привело к тому, что были найдены неопровержимые доказательства существования в глубокой древности обширных ледниковых покровных оледенений.

В докембрии по развитию древних моренных отложений и связанных с ними образованиями выделяется существование следующих эпох оледенения. Наиболее древнее оледенение произошло 2500-2600 млн. лет назад, и носит название Гуронского. Морены этих лет известны в Европе, Южной Азии, Северной Америке и Западной Австралии.

Следы оледенения с возрастом около 950 млн. лет обнаружены в Гренландии, Норвегии и на острове Шпицберген. Около 750 млн. лет назад в Австралии, Китае, на эго-западе Африки и в Скандинавии произошло Стуртианское оледенение. Наиболее сильно выражено Варангианское оледенение, которое произошло 660-680 млн. лет назад. Данные ледниковые породы найдены в Северной Америке, Гренландии, на Шпицбергене, британских островах, в Скандинавии, во Франции, Китае, Австралии, Африке, Южной Америке и на Северо-востоке России.

Низкие температуры держались довольно длительный период. Затем температуры на земной поверхности повысились, льды растаяли, уровень Мирового океана повысился, и снова наступила благоприятная пора для расцвета микроскопических организмов и сине-зеленых водорослей.

2. Климат палеозоя

Палеозой начался колоссальным разливом морей, последовавшим за появлением обширных частей суши в позднем протерозое. Большинство геологов полагают, что в ту эпоху существовал единый огромный континентальный блок, называемый Пангея (в переводе с греческого - «вся земля»), который был со всех сторон окружен мировым океаном. Позднее этот единый континент распался на части.

Кембрийский период (570-490 млн. лет назад)

О климате Кембрийского периода имеются весьма скудные и отрывочные сведения. После развития покровного оледенения на многих континентах (Южная Америка, Африка, Австралия, Северная Европа) в начале кембрия наступило значительное потепление. Практически на всех континентах создавались тропические условия. Свидетельством этого является наличие богатого теплолюбивого комплекса морской фауны. Тропические побережья материков окаймляли гигантские рифы из строматолитов, во многом напоминавшие коралловые рифы современных тропических вод. Предполагается, что для морей Сибири в раннем кембрии температура воды не опускалась ниже 25° С.

Ордовикский период (490-440 млн. лет назад)

В течение ордовикского периода климат претерпел существенные изменения. На протяжении периода массивы суши смещались все дальше и дальше к югу. Старые ледниковые покровы кембрия растаяли, и уровень моря повысился. Большая часть суши была сосредоточена в теплых широтах. Анализ климатических условий этого периода позволяет считать, что в среднем и позднем ордовике наступило значительное похолодание, охватившее многие материки.

Силурийский период (440-400 млн. лет назад)

В самом начале силурийского периода на континентах продолжали господствовать сравнительно прохладные условия. Для этого времени известны небольшой мощности ледниковые образования в Боливии, на севере Аргентины и на востоке Бразилии. Не исключено, что ледники могла покрывать и некоторые районы Сахары. Гондвана надвинулась на Южный полюс. Массивы суши, образующие Северную Америку и Гренландию, сближались. В конечном итоге они столкнулись, образовав гигантский сверхматерик Лавразию. Это был период бурной вулканической активности и интенсивного горообразования. Похолодание в начале раннего силура сравнительно быстро сменилось потеплением, которое сопровождалось постепенной миграцией к полюсам субтропического климата. Если на северо-востоке Бразилии в начале раннего силура встречаются толщи морен, то позднее среди этих отложений начинают преобладать продукты выветривания, характерные для теплого климата. Потепление привело к возникновению в высоких и средних широтах климата, близкого к субтропическому.

Девонский период (400-350 млн. лет)

Ученые считают, что поскольку в девонский период на материках были широко представлены теплолюбивые виды организмов и осадочных образований, то колебания температурного режима вряд ли выходили за пределы тропического климата. Девонский период был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовались обширные болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, осмелившихся сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу. К концу периода уровень моря понизился. Климат со временем потеплел и стал более резким, с чередованием периодов ливневых дождей и жесткой засухи. Обширные районы материков стали безводными.

Каменноугольный период (350-285 млн. лет)

В раннем карбоне на планете господствовал влажный тропический климат. Об этом свидетельствует широкое распространение карбонатных отложений, теплолюбивый тип морской фауны. Влажные тропические условия характерны для значительной части континентов как северного, так и южного полушария. В среднем и особенно позднем карбоне отчетливо проявляется климатическая зональность. Одной из характерных особенностей этого времени является значительное похолодание и появление в южном полушарии крупных ледниковых покровов, что в свою очередь привело к резкому сокращению субтропического и тропического поясов и общему понижению температуры. Даже в экваториальном поясе средние температуры в позднем карбоне понизились на 3-5°C. Также вместе с похолоданием в ряде областей появились признаки иссушения климата.

Пермский период (285-230 млн. лет)

Климат пермского периода характеризовался резко выраженной зональностью и возрастающей засушливостью. В целом можно сказать, что он был близок к современному. Для ранней перми, за исключением западного полушария, выделяются тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В начале периода продолжалось оледенение, начавшееся в карбоне. Оно было развито на южных материках. Постепенно климат становится очень сухим. Пермь характеризуется наиболее обширными пустынями в истории планеты: пески покрывали даже территорию Сибири.

3. Климат мезозоя

Триасовый период (230-190 млн. лет)

В триасовый период на Земле господствовал равнинный рельеф, который предопределил широкое распространение однотипных климатов на обширных площадях. Климат позднего триаса характеризовался высокими температурами и резко возросшей степенью испаряемости. Для эпохи раннего и среднего триаса трудно провести термическую зональность, так как практически повсеместно распространены показатели только высоких температур. Относительно прохладные условия существовали на крайнем северо-востоке Евразии и на северо-западе Североамериканского континента. Ландшафты суши оставались опустыненными, а растительность произрастала только на обводненных низменностях. Мелкие моря и озёра интенсивно испарялись, из-за чего вода в них стала очень солёной.

Юрский период (190-135 млн. лет)

В течение ранней и средней юры существовала не только термическая зональность, но и зональность, вызванная различием во влажности. В среднеюрскую эпоху существовали тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В пределах тропического и экваториального поясов происходило интенсивное химическое выветривание, произрастала теплолюбивая растительность, а в мелководных морях обитала тропическая фауна. В позднеюрскую эпоху по характеру температурного режима выделяются тропические, субтропические и умеренные пояса. Температура для позднеюрской эпохи колебалась в пределах 19-31,5°C. Для позднеюрской эпохи отсутствуют достоверные индикаторы, позволяющие выделить экваториальный пояс. Вероятно, экваториальные условия с сезонным увлажнением существовали в основном в Бразилии и Перу. На Африканском континенте и в Южной Евразии в экваториальной части, вероятно, преобладали пустынные ландшафты.

Меловой период (135-65 млн. лет)

В течение меловой эпохи на Земле существовали экваториальный, обширный тропический, субтропический и умеренный пояса.70 миллионов лет назад Земля охлаждалась. На полюсах сформировались ледяные шапки. Зимы становились суровее. Температура падала местами ниже +4 градусов. Для динозавров мелового периода этот перепад был резким и весьма ощутимым. Такие колебания температуры были вызваны расколом Пангеи, а затем Гондваны и Лавразии. Уровень моря поднялся и опустился. Струйные течения в атмосфере изменились, вследствие чего изменились и течения в океане. В конце мелового периода температура стала резко подниматься. Существует гипотеза, согласно которой причиной этих изменений являлись океаны: вместо того, чтобы поглощать тепло они, возможно, отражали его обратно - в атмосферу. Тем самым они вызвали парниковый эффект.

4. Климатический оптимум

Около 15 тыс. лет назад началось потепление. Ледниковый покров стал уменьшаться и отступать. Вслед за ним перемещались растения, которые постепенно осваивала все новые и новые ареалы. На протяжении климатического оптимума площадь морских полярных льдов в Северном Ледовитом океане значительно уменьшилась. Средняя температура вод в Арктике была на несколько градусов выше, чем в настоящее время. О наличии сравнительно высоких температур в то время свидетельствует существенное расширение ареала обитания некоторых животных. Теплый климат в Европе способствовал перемещению на север многих видов растений. В течение климатического оптимума сильно повысилась граница линии снегов. В горах леса поднялись почти на 400-500 м выше современного уровня. Если температура в период климатического оптимума в средних широтах повсеместно повысилась, то влажность менялась очень неравномерно. Она увеличивалась на севере европейской части России, а южнее 50-х широт она, наоборот, снижалась. В связи с этим ландшафты степей, полупустынь и пустынь располагались севернее современных. В Средней Азии, на Ближнем и Среднем Востоке влажность во время климатического оптимума была намного выше, чем в настоящее время. Теплый и влажный климат всего 10 тыс. лет назад существовал во всех ныне засушливых областях Азии и Африки.

Стоит обратить внимание на историю пустыни Сахара. Примерно 10- 12 тыс. лет назад на юге нынешней Сахары располагались два огромных пресных озера с густой тропической растительностью на берегах, не уступавшие по своим размерам современному Каспийскому морю. Однако благоприятный период климатического оптимума быстро подошел к концу. Все чаще стала появляться засуха, и наконец, под напором песков растительность исчезла, реки и озера высохли.

Следы потепления хорошо сохранились даже в Антарктиде. В частности, это следы водной эрозии, показывающие, что временами лед в Антарктиде оттаивал, и потоки воды размывали талый грунт.

Во время климатического оптимума было не только тепло, но и влажно, особенно в тех районах, которые в настоящее время принято считать засушливыми. Общее потепление привело к смещению к полюсам климатических поясов, изменилась атмосферная циркуляция. На ныне засушливые области выпадало большое количество осадков. Если внимательно изучить на карте поверхность современных пустынь, хорошо заметны сухие русла, по которым ранее протекали реки, и блюдцеобразной формы низины, бывшие в прошлом озерами.

Климат оказывал прямое воздействие на хозяйственную деятельность людей. С началом климатического оптимума наступает один из самых благоприятных этапов в жизни человечества. Для этого периода характерен не только высокий уровень изготовления орудий из камня, но и переход на оседлый образ жизни. Возникновение земледелия и скотоводства было связано не только с изменением климатических условий, но и с неразумной хозяйственной деятельностью. Благоприятный климат способствовал широкому распространению лесов и диких животных. Люди искали, добывали и потребляли в пищу то, что было не сложно достать, что давала природа. Но взамен ничего не создавали. С течением времени количество животных, особенно крупных, стало сокращаться. Людям проще было вместе убить крупное животное, чем долго выслеживать несколько мелких. Кроме того, охотники убивали наиболее сильных и приспособленных животных, а больные и старые доставались хищникам. Тем самым первобытные люди подрывали основу воспроизводства животных.

Неуспешная охота, длительные переходы в поисках животных, количество которых сильно сокращалась, побудили древних людей начать одомашнивать животных. Древнейшими районами одомашнивания были территории нынешней пустыни Сахары, междуречье Тигра и Евфрата, Инда и Ганга. Племена скотоводов в первое время кочевали, чтобы найти пригодные пастбища. Численность скота увеличивалась, стало тяжелее находить открытые участки. Скотоводы, как и земледельцы, стали жечь леса и использовать свободную землю для пастбищ и пашен. Освоение земель в зонах, подверженных климатическим изменениям, приводило к нарушению веками сложившегося равновесия. Изменялся влагооборот и температурный режим Земли. Массовый выпас скота способствовал быстрой деградации почвенного покрова. Уничтоженные леса, саванны и пастбища не восстанавливались. При наступлении засухи в связи с наступающим похолоданием в областях некогда пышных лесов и саванн возникли полупустынные и пустынные ландшафты.

По сохранившимся эрозионным отметкам в речных долинах установлено, что полноводность Нила, Тигра, Евфрата, Инда, Ганга и других рек в прошлом довольно сильно изменялась. Почти на 3 м опустился после климатического оптимума уровень Мирового океана. В условиях засушливости людям необходимо было развивать орошаемое земледелие. Сохранились сложные ирригационные сооружения, созданные руками древнего человека. Развитие поливного земледелия не помогло, а только отдалило полное истощение почвы. Под напором наступающих песков перестали существовать многие древние поселения.

Этот период можно назвать первым экологическим кризисом. В дальнейшем неразумное хозяйствование и вмешательство человека во многие природные процессы не раз приводили к весьма нежелательным результатам, некоторые заканчивались катастрофами.

5. Климат средневековья

Климатический оптимум окончился во II тыс. до н. э. Наступило похолодание, которое продолжалось вплоть до IV в. н. э. После этого на Земле вновь стало теплее. Теплый период продолжался с IV по XIII в., т. е. охватил раннее средневековье.

В Европе растительность средиземноморья уже не смогла преодолеть Альпы. Но все-таки почти на сотню километров к северу переместились границы произрастания теплолюбивой растительности. В Исландии снова стали выращивать зерно. Виноград выращивали на всем южном побережье Балтийского моря и даже в Англии. Самый пик потепления в Исландии пришелся на XI- XII вв. Было тепло везде: в Америке и в Азии. Древние летописи Китая сообщают, что в VII-X вв. в долине Хуанхэ росли мандарины, это означает, что климат этих территорий был субтропическим, а не умеренным, как в настоящее время. В период малого климатического оптимума влажный климат господствовал в Кампучии, Индии, странах Ближнего и Среднего Востока, Египте, Мавритании и странах, расположенных на юге пустыни Сахара.

Развитие человеческого общества, различные события в жизни народов и государств, межгосударственные отношения документально хорошо зафиксированы в Европе. Многие народы населяли этот континент в раннем средневековье, но в качестве примера остановимся на жизни викингов, так как их саги рассказывают много о природных условиях конца I и начала II тыс. Выходцы из Скандинавии, викинги, в России их называли варягами, совершали дальние переходы, захватывали чужие страны и осваивали новые земли. Завоеваниям и переходам викингов способствовало потепление климата. В X в. викинги открыли Гренландию. Своим названием этот остров обязан тем, что в то время он представился викингам в виде безбрежного зеленого ковра. На 25 судах 700 человек со скарбом и скотом переплыли Северную Атлантику и основали в Гренландии несколько крупных поселений. Поселенцы в Гренландии занимались скотоводством и, вероятно, возделывали зерновые. Трудно себе представить, что Гренландия, этот безмолвный и покрытый толстым ледяным панцирем остров, всего тысячу лет назад мог быть цветущим. Однако на самом деле это было так. Викинги пробыли в Гренландии недолго. Под натиском наступающего льда и развивающегося похолодания они вынуждены были покинуть этот огромный остров. Лед хорошо сохранил дома, хозяйственные постройки и предметы утвари викингов, а также следы пребывания скота и даже остатки зерновых.

На небольших деревянных судах, которые обладали прекрасными мореходными качествами, викинги совершали плавание не только в западном направлении и доплывали до берегов Канады, но и плавали далеко на север. Они открыли Шпицберген, неоднократно входили в Белое море и достигали устья Северной Двины. Все это дает основание считать, что в начале II тыс. в Арктике вероятнее всего, многолетний толстый лед отсутствовал. На Шпицбергене недавно обнаружены остатки ископаемой тундровой почвы, имеющей возраст всего 1100 лет. Следовательно, в X-XI вв. и даже раньше на Шпицбергене не только отсутствовал ледниковый покров, но и располагались тундровые и лесотундровые ландшафты.

Причины малого климатического оптимума средневековья:

1.Повышенная солнечная активность

.Редкие извержения вулканов

.Периодические колебания Гольфстрима, связанные с изменением солености океанской воды, которая в свою очередь зависит от изменений объемов ледников

6. Малый ледниковый период

После теплой эпохи наступило новое похолодание, которое получило название малого ледникового периода. Этот период продолжался с XIV до конца XIX в. Малый ледниковый период делится на три фазы.

Первая фаза (XIV-XV века)

Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года. В 1310-х годах Западная Европа пережила настоящую экологическую катастрофу. После традиционно тёплого лета 1311 года последовали четыре хмурых и дождливых лета 1312-1315 годов. Сильные дожди и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. Прямым следствием первой фазы малого ледникового периода стал массовый голод первой половины XIV века.

Примерно с 1370-х годов температура в Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодное, дождливое лето было частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой часто наблюдались снегопады и заморозки на юге Европы. Относительное потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъёму сельского хозяйства. Однако температуры предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для Западной и Центральной Европы снежные зимы стали обычным явлением.

Существенным было влияние малого ледникового периода и на Северную Америку. На восточном побережье Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные и западные районы территории современных нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.

В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей.

Вторая фаза (XVI век)

Вторая фаза ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века - максимальная солнечная активность. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина, сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII века.

Третья фаза (условно XVII - начало XIX века)

Третья фаза стала наиболее холодным периодом малого ледникового периода. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности. После сравнительно тёплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Глобальная температура понизилась на 1-2 градуса по Цельсию. На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621-1669 годах замерзал пролив Босфор, а зимой 1708-1709 годов у берегов замерзало Адриатическое море. По всей Европе наблюдался всплеск смертности.

Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие в ведущих столицах Европы - Париже, Петербурге, Вене, Берлине и Лондоне - отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции неоднократно наблюдалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, сильные метели нередко заметали дороги. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился под устойчивым снежным и ледовым покровом. Температура колебалась от -7 до -10 °C.

Причины малого ледникового периода:

1.Усиление активности вулканов, пепел которых затмевал солнечный свет

.Понижение солнечной активности

.Замедление Гольфстрима

7. Климат ближайшего будущего

Каким же будет климат? Одни считают, что на планете будет похолодание. Конец XIX и XX столетие - это передышка, подобная той, какая была в средние века. После потепления температура вновь понизится и наступит новый ледниковый период. Другие говорят, что температуры будут непрерывно повышаться.

В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу во все возрастающем количестве поступает углекислый газ, создающий тепличный эффект; Окислы азота вступают в химические реакции с озоном, разрушают преграду, благодаря которой существует на Земле не только человечество, но и все живое. Хорошо известно, что озоновый экран препятствует проникновению ультрафиолетового излучения, которое пагубно воздействует на живой организм. Уже сейчас в крупных городах и промышленных центрах повышена тепловая радиация. В ближайшем будущем этот процесс усилится. Тепловые выбросы, в настоящее время оказывающие влияние на погоду, в будущем будут интенсивнее воздействовать на климат.

Установлено, что в земной атмосфере прогрессивно снижается количество углекислого газа. В течение всей геологической истории содержание этого газа в атмосфере довольно сильно менялось. Было время, когда углекислого газа в атмосфере было в 15-20 раз больше, чем в настоящее время. Температура Земли в этот период была довольно высокой. Но стоило количеству углекислоты в атмосфере снизиться, как температуры понижались.

Прогрессивное снижение углекислого газа в атмосфере началось около 30 млн. лет назад и продолжается ныне. Расчеты показывают, что уменьшение атмосферной углекислоты будет происходить и в будущем. В результате снижения количества углекислого газа произойдет новое сильнейшее похолодание, наступит оледенение. Это может случиться через несколько сотен тысяч лет.

Это достаточно пессимистическая картина будущего нашей Земли. Но здесь не учитывается влияние хозяйственной деятельности человечества на климат. А оно настолько велико, что равноценно некоторым природным явлениям. В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать, по крайней мере, три фактора: скорость роста выработки различных видов энергетики, главным образом тепловой; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля.

В наше столетие естественная убыль атмосферной углекислоты не только была приостановлена в результате хозяйственной деятельности человечества, но в 50-е и 60-е годы начали медленно повышаться концентрации углекислого газа в атмосфере. Это было обусловлено развитием промышленности, резко возросшим количеством сжигаемого топлива, необходимого для выработки тепла и энергии.

Значительное влияние на содержание атмосферной углекислоты и формирование климата оказывают вырубки лесных массивов, продолжающиеся во все возрастающих размерах, как в тропических странах, так и в умеренном поясе. Уменьшение площади лесных массивов приводит к двум весьма нежелательным для человечества последствиям. Во-первых, сокращается процесс переработки углекислого газа и выделение растениями свободного кислорода в атмосферу. Во-вторых, при вырубке лесов, как правило, оголяется земная поверхность, а это приводит к тому, что солнечная радиация отражается сильнее и вместо нагревания и сохранения тепла в приземной части поверхность, наоборот, охлаждается.

Однако при прогнозе климата будущего надо исходить из реально существующих тенденций, вызванных хозяйственной деятельностью человека. Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующим на климат, позволил советскому ученому М.И. Будыко еще в начале 70-х годов дать достаточно реалистический прогноз, согласно которому увеличивающаяся концентрация атмосферной углекислоты приведет к повышению средних температур приземной части воздуха к началу XXI в. Этот прогноз в то время был практически единственным, так как многие климатологи считали, что процесс похолодания, начавшийся в 40-е годы нынешнего столетия, будет продолжаться. Время подтвердило правильность прогноза. Еще 25 лет назад содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029 %, но за прошедшие годы оно увеличилось на 0,004%. Эта, в свою очередь, привело к возрастанию средних глобальных температур почти на 0,5°C.

Каким образом распределятся температуры на земном шаре после повышения? Наибольшие изменения температуры приземной части воздуха будут происходить в современных арктическом и субарктическом поясах в зимний и осенний сезон. В Арктике средняя температура воздуха в зимний сезон возрастет почти на 2,5- 3°C. Такое потепление в области развития морских арктических льдов приведет к их постепенной деградации. Таяние начнется в периферических частях ледникового щита и медленно будет смещаться в центральные районы. Постепенно толщина льда и площадь ледяного покрова будут уменьшаться.

В связи с изменением температурного режима в ближайшие десятилетия должен стать другим и характер водного режима земной поверхности. Глобальное потепление на планете всего на 1° приведет к уменьшению количества осадков в значительной части степной и лесостепной зон умеренного климатического пояса примерно на 10-15 % и к увеличению примерно на такую же величину увлажненной зоны в субтропическом поясе. Причины такого глобального изменения заключаются в существенном изменении атмосферной циркуляции, которая происходит в результате уменьшения разности температур между полюсами и экватором, между океаном и континентами. В период потепления таяние льдов в горах и особенно в полярных областях вызовет повышение уровня Мирового океана. Увеличившаяся площадь зеркала водной поверхности будет оказывать сильное влияние на формирование атмосферных фронтов, облачности, увлажненности и в значительной степени повлияет на рост испаряемости с поверхности морей и океанов.

Предполагается, что в первой четверти XXI в. в тундровой зоне, которая к тому времени полностью исчезнет и заменится таежной, осадки в основном будут выпадать в виде дождей и общая сумма осадков намного превысит современные. Она достигнет величины 500-600 мм в год. Учитывая, что средние летние температуры в современной тундровой зоне повысятся до 15-20°С, а средние зимние - до минус 5-8 °С, эти области перейдут в пояс умеренного климата. Здесь возникнут ландшафты хвойных лесов (таежная область), но не исключена возможность появления зоны смешанных лесов.

При развитии потепления в Северном полушарии расширение географических или ландшафтно-климатических областей будет происходить в северном направлении. Сильно расширятся области равномерного и переменного увлажнения. Что же касается областей с недостаточным увлажнением, то смена температурного режима отразится на миграции областей пустынь и полупустынь. Увеличивающееся увлажнение в тропических и экваториальных областях вызовет постепенно сокращение пустынных и полупустынных ландшафтов. Они будут сокращаться на южных границах. Однако взамен этого произойдет расширение их к северу. Засушливые области как бы будут мигрировать к северу. Предполагается также расширение в пределах умеренного пояса лесостепных и степных областей за счет сокращения зоны широколиственных лесов.

8. Влияние климата на развитие цивилизации

климат ледниковый докембрийский

Хозяйственная деятельность человека во многом зависит от климата и определяется им. На заре развития человеческого общества климат был одним из главных факторов, который определял выбор человеком мест обитания и охоты, мест собирания, а в дальнейшем и выращивание определенных продуктов питания и т.д. Климат оказывал влияние даже на развитие цивилизации. Так, в период потепления исландские поселенцы посылали своих колонистов на запад Гренландии. В результате похолодания колония в Гренландии пришла в упадок, а в дальнейшем усиление холода привело к уничтожению и основных колоний норманнов в Исландии.

Последовательное усиление засухи на территории Ближнего и Среднего Востока, происходившее в 1 тысячелетии до н.э., привело к уничтожению многих крупнейших для своего времени городов и поселений. Многие из них в дальнейшем оказались погребенными под слоем песка наступающих пустынь. Следовательно, изменение климата в ту или иную сторону приводило к весьма серьезным последствиям для развития цивилизаций.

Исторические данные дают огромный материал, свидетельствующий о том, что похолодание или засуха в древности приводили к резкому сокращению сельскохозяйственной продукции и в связи с этим периодически наступали голодные годы.

Согласно многочисленным оценкам климатологов, изменяющийся климат может оказать влияние на производство продовольствия, как в региональном, так и в глобальном масштабе. Так, например, после второй мировой войны урожайность зерновых культур возросла вследствие внедрения новой технологии в обработке почвы, возделывания, правильного внесения необходимого количества удобрений, вывода новых засухоустойчивых и морозоустойчивых сортов и т.д. В последнее десятилетие мировое продовольственное производство росло на 3% в год главным образом за счет ввода новых площадей под сельскохозяйственные угодья. Но вместе с тем прирост продовольственного производства, происходивший в течение 60-х годов 20 в., резко снизился в начале 70-х годов и главным образом в 1972 г. в результате неблагоприятного влияния климатических аномалий.

Большое влияние оказывает климат на распределение водных и энергетических ресурсов. Не вызывает сомнения тот факт, что колебания климата выражаются и в изменении циркуляции атмосферы, общего количества атмосферных осадков, режима выпадения осадков и общего количества речного стока. Несмотря на то, что системы водоснабжения и водохранилища спроектированы с определенными запасами, учитывающими погодные изменения в связи с возможными изменениями режима выпадения атмосферных осадков в будущем, в регионах, расположенных в засушливом климате, могут возникнуть большие проблемы с водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.

В определенной мере изменения климата, как в сторону похолодания, так и потепления в будущем внесут свои коррективы в выработку и потребление энергии. Невозобновляемость топливных ресурсов и неуклонное их сокращение с течением времени создают дополнительные проблемы, которые особенно рельефно выражаются при наступлении похолоданий.

Несмотря на столь очевидную зависимость хозяйственной деятельности человека от климата, технические средства, уровень развития науки и особенно рост технических возможностей в обозримом будущем могут сильно изменить характер воздействия климатических изменений.

Заключение

Рассматривая процесс формирования и развития климата Земли с исторической стороны, можно прийти к выводу о том, что в течение последних 600 млн. лет климат неоднократно с определенной периодичностью менялся. В соответствии с климатическими колебаниями происходило изменение природных условий, менялся состав атмосферы, развивалась органическая жизнь, расширялись ареалы обитания растений и животных. С течением времени возникали новые типы климата и неизвестные раннее ландшафтно-климатические условия.

Многочисленные исследования климатологов разных стран свидетельствуют о том, что хозяйственная деятельность человека, связанная с сжиганием ископаемого топлива во все возрастающем количестве, а также сокращение лесных массивов в конечном счете приведут к изменению химического состава атмосферы. Можно ожидать, что в ближайшие десятилетия концентрация углекислого газа в атмосфере возрастет до полутора, а в первой четверти 21 века - почти в 2 раза по сравнению с современной эпохой. Для надежного прогнозирования, и, главное, для определения генерального направления хозяйственной деятельности человека в ближайшие десятилетия необходимо правильно представить себе не только характер или тенденцию изменения температуры, но и дать объективную характеристику ожидаемых изменений в природных условиях. Этому неоценимую помощь оказывает определение времени существования аналогичных климатических условий в геологическом прошлом и сопоставлении природных условий с предполагаемым в будущем.

Список первоисточников

1. Ясаманов Н.А. Занимательная климатология. 1989.

Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. 1985

Википедия - свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Малый_ледниковый_период

Http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

BBC «Климатические войны» (документальный фильм) 2008

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

Институт управления финансами и налогового администрирования

Кафедра управления инновациями в реальном секторе экономике

По дисциплине «ЕНОИТ»

На тему: Климат Земли в прошлом, настоящем, будущем. Его влияние на развитие цивилизации

Работу выполнила:

Разгуляева Арина Николаевна

Менеджмент 1-1, 1 курс

Москва, 2014

ВВЕДЕНИЕ

КЛИМАТ ДОКЕМБРИЯ

КЛИМАТ ПАЛЕОЗОЯ

КЛИМАТ МЕЗОЗОЯ

КЛИМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ

КЛИМАТ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

МАЛЫЙ ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД

КЛИМАТ БЛИЖАЙШЕГО БУДУЩЕГО

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА НА РАЗВИТИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПЕРВОИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

В последнее десятилетие проблема изучения древних климатов приобрела особое значение в связи с возможностью их использования для уточнения прогнозирования климата ближайшего и отдаленного будущего. Особая важность проблемы будущего климата планеты определяется тем, что хозяйственная деятельность человека всецело зависит от климатических условий. Но в последние годы в результате хозяйственной деятельности людей возможны крупные изменения климата. Непреднамеренное глобальное загрязнение окружающей среды продуктами сжигания топлива, происходящее в региональном и глобальном масштабе, мелиоративные и ирригационные работы, строительство гидроэлектростанций и водохранилищ, уничтожение лесов на огромных площадях и т.д. могут вызвать климатические изменения, по своему характеру и размерам сходные с глобальными естественными изменениями климата, происходившими в геологическом прошлом.

Цель работы

Показать:

.Изменения климата Земли в течение её развития

.Взаимосвязь климата прошлого, настоящего и будущего

.Влияние климата на развитие цивилизации

1. Климат докембрия

Когда же возник климат на Земле? Термин "климат" был введен древнегреческим астрономом Гиппрахом из Никеи во 2 веке до нашей эры. По современным представлениям климат возник после того, как недра Земли стали разогреваться, и в них стали образовываться глубинные «реки», несущие тепло. В это время сквозь расплавленные участки земной коры на ее поверхность стали поступать различные соединения газа. Так образовывалась первая атмосфера. Она состояла из смеси углекислого газа, аммиака, азота, водяного пара, водорода, соединений серы и паров сильных кислот. Абсолютное преобладание в ней углекислого газа и большое содержание водяного пара способствовали тому, что такая атмосфера легко пропускала солнечный свет. В результате, это привело к сильному повышению температур, которые могли достигать порядка 500°C. К примеру, аналогичные температуры характерны для поверхности Венеры.

В дальнейшем в результате постепенного уменьшения количества углекислого газа, аммиака и водяного пара в атмосфере и появлением других газов так называемый парниковый эффект начал спадать. Температуры на Земле стали понижаться. Это, в свою очередь, способствовало конденсации паров воды. Возникла гидросфера. С её образованием начался новый этап развития органических веществ. Вода - та первая среда, в которой родилась и развивалась жизнь.

Первые микроскопические организмы появились более 3,8 млрд. лет назад. Это время было довольно неуютным для живых существ. Плотная атмосфера без кислорода, постоянно раскалывающаяся сильнейшими землетрясениями поверхность планеты, огромные потоки глубинного расплавленного вещества и постоянно выделяющиеся из недр газы. В воде не было условий, для развития организмов того времени. Вода постоянно была в кипящем состоянии. В такой среде могли существовать немногие микроскопические организмы.

Со временем внутренняя активность планеты затихала. Все меньше и меньше из глубин выделялось аммиака и углекислого газа, то, что попадало в атмосферу, использовалось на процессы окисления и использовалось микроскопическими организмами на образование кремнистых и карбонатных горных пород. Возможно, в связи с этим и началось снижение температуры на Земле. По геологическим масштабам оно произошло очень стремительно, и уже 2,5-2,6 млрд. лет назад, настолько сильно похолодало, что на земной поверхности началось первое оледенение.

Изучая возникшие в тот период напластования горных пород, геологи не раз замечали присутствие в них образований, похожих на современные морены. Это были хорошо отполированные валуны и скопления галек очень твердых пород с многочисленными штриховками и шрамами, которые могли быть оставлены только острыми краями горных пород, впаянных в лед. Все это свидетельствовало о ледниковой природе рельефа и горных пород, но в то же время противоречило существовавшему мнению о господстве в то далекое время высоких температур и очень теплого климата. Тщательное изучение следов оледенения в докембрийскую эпоху привело к тому, что были найдены неопровержимые доказательства существования в глубокой древности обширных ледниковых покровных оледенений.

В докембрии по развитию древних моренных отложений и связанных с ними образованиями выделяется существование следующих эпох оледенения. Наиболее древнее оледенение произошло 2500-2600 млн. лет назад, и носит название Гуронского. Морены этих лет известны в Европе, Южной Азии, Северной Америке и Западной Австралии.

Следы оледенения с возрастом около 950 млн. лет обнаружены в Гренландии, Норвегии и на острове Шпицберген. Около 750 млн. лет назад в Австралии, Китае, на эго-западе Африки и в Скандинавии произошло Стуртианское оледенение. Наиболее сильно выражено Варангианское оледенение, которое произошло 660-680 млн. лет назад. Данные ледниковые породы найдены в Северной Америке, Гренландии, на Шпицбергене, британских островах, в Скандинавии, во Франции, Китае, Австралии, Африке, Южной Америке и на Северо-востоке России.

Низкие температуры держались довольно длительный период. Затем температуры на земной поверхности повысились, льды растаяли, уровень Мирового океана повысился, и снова наступила благоприятная пора для расцвета микроскопических организмов и сине-зеленых водорослей.

2. Климат палеозоя

Палеозой начался колоссальным разливом морей, последовавшим за появлением обширных частей суши в позднем протерозое. Большинство геологов полагают, что в ту эпоху существовал единый огромный континентальный блок, называемый Пангея (в переводе с греческого - «вся земля»), который был со всех сторон окружен мировым океаном. Позднее этот единый континент распался на части.

Кембрийский период (570-490 млн. лет назад)

О климате Кембрийского периода имеются весьма скудные и отрывочные сведения. После развития покровного оледенения на многих континентах (Южная Америка, Африка, Австралия, Северная Европа) в начале кембрия наступило значительное потепление. Практически на всех континентах создавались тропические условия. Свидетельством этого является наличие богатого теплолюбивого комплекса морской фауны. Тропические побережья материков окаймляли гигантские рифы из строматолитов, во многом напоминавшие коралловые рифы современных тропических вод. Предполагается, что для морей Сибири в раннем кембрии температура воды не опускалась ниже 25° С.

Ордовикский период (490-440 млн. лет назад)

В течение ордовикского периода климат претерпел существенные изменения. На протяжении периода массивы суши смещались все дальше и дальше к югу. Старые ледниковые покровы кембрия растаяли, и уровень моря повысился. Большая часть суши была сосредоточена в теплых широтах. Анализ климатических условий этого периода позволяет считать, что в среднем и позднем ордовике наступило значительное похолодание, охватившее многие материки.

Силурийский период (440-400 млн. лет назад)

В самом начале силурийского периода на континентах продолжали господствовать сравнительно прохладные условия. Для этого времени известны небольшой мощности ледниковые образования в Боливии, на севере Аргентины и на востоке Бразилии. Не исключено, что ледники могла покрывать и некоторые районы Сахары. Гондвана надвинулась на Южный полюс. Массивы суши, образующие Северную Америку и Гренландию, сближались. В конечном итоге они столкнулись, образовав гигантский сверхматерик Лавразию. Это был период бурной вулканической активности и интенсивного горообразования. Похолодание в начале раннего силура сравнительно быстро сменилось потеплением, которое сопровождалось постепенной миграцией к полюсам субтропического климата. Если на северо-востоке Бразилии в начале раннего силура встречаются толщи морен, то позднее среди этих отложений начинают преобладать продукты выветривания, характерные для теплого климата. Потепление привело к возникновению в высоких и средних широтах климата, близкого к субтропическому.

Девонский период (400-350 млн. лет)

Ученые считают, что поскольку в девонский период на материках были широко представлены теплолюбивые виды организмов и осадочных образований, то колебания температурного режима вряд ли выходили за пределы тропического климата. Девонский период был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовались обширные болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, осмелившихся сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу. К концу периода уровень моря понизился. Климат со временем потеплел и стал более резким, с чередованием периодов ливневых дождей и жесткой засухи. Обширные районы материков стали безводными.

Каменноугольный период (350-285 млн. лет)

В раннем карбоне на планете господствовал влажный тропический климат. Об этом свидетельствует широкое распространение карбонатных отложений, теплолюбивый тип морской фауны. Влажные тропические условия характерны для значительной части континентов как северного, так и южного полушария. В среднем и особенно позднем карбоне отчетливо проявляется климатическая зональность. Одной из характерных особенностей этого времени является значительное похолодание и появление в южном полушарии крупных ледниковых покровов, что в свою очередь привело к резкому сокращению субтропического и тропического поясов и общему понижению температуры. Даже в экваториальном поясе средние температуры в позднем карбоне понизились на 3-5°C. Также вместе с похолоданием в ряде областей появились признаки иссушения климата.

Пермский период (285-230 млн. лет)

Климат пермского периода характеризовался резко выраженной зональностью и возрастающей засушливостью. В целом можно сказать, что он был близок к современному. Для ранней перми, за исключением западного полушария, выделяются тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В начале периода продолжалось оледенение, начавшееся в карбоне. Оно было развито на южных материках. Постепенно климат становится очень сухим. Пермь характеризуется наиболее обширными пустынями в истории планеты: пески покрывали даже территорию Сибири.

3. Климат мезозоя

Триасовый период (230-190 млн. лет)

В триасовый период на Земле господствовал равнинный рельеф, который предопределил широкое распространение однотипных климатов на обширных площадях. Климат позднего триаса характеризовался высокими температурами и резко возросшей степенью испаряемости. Для эпохи раннего и среднего триаса трудно провести термическую зональность, так как практически повсеместно распространены показатели только высоких температур. Относительно прохладные условия существовали на крайнем северо-востоке Евразии и на северо-западе Североамериканского континента. Ландшафты суши оставались опустыненными, а растительность произрастала только на обводненных низменностях. Мелкие моря и озёра интенсивно испарялись, из-за чего вода в них стала очень солёной.

Юрский период (190-135 млн. лет)

В течение ранней и средней юры существовала не только термическая зональность, но и зональность, вызванная различием во влажности. В среднеюрскую эпоху существовали тропический, субтропический и умеренный пояса с различным режимом увлажнения. В пределах тропического и экваториального поясов происходило интенсивное химическое выветривание, произрастала теплолюбивая растительность, а в мелководных морях обитала тропическая фауна. В позднеюрскую эпоху по характеру температурного режима выделяются тропические, субтропические и умеренные пояса. Температура для позднеюрской эпохи колебалась в пределах 19-31,5°C. Для позднеюрской эпохи отсутствуют достоверные индикаторы, позволяющие выделить экваториальный пояс. Вероятно, экваториальные условия с сезонным увлажнением существовали в основном в Бразилии и Перу. На Африканском континенте и в Южной Евразии в экваториальной части, вероятно, преобладали пустынные ландшафты.

Меловой период (135-65 млн. лет)

В течение меловой эпохи на Земле существовали экваториальный, обширный тропический, субтропический и умеренный пояса.70 миллионов лет назад Земля охлаждалась. На полюсах сформировались ледяные шапки. Зимы становились суровее. Температура падала местами ниже +4 градусов. Для динозавров мелового периода этот перепад был резким и весьма ощутимым. Такие колебания температуры были вызваны расколом Пангеи, а затем Гондваны и Лавразии. Уровень моря поднялся и опустился. Струйные течения в атмосфере изменились, вследствие чего изменились и течения в океане. В конце мелового периода температура стала резко подниматься. Существует гипотеза, согласно которой причиной этих изменений являлись океаны: вместо того, чтобы поглощать тепло они, возможно, отражали его обратно - в атмосферу. Тем самым они вызвали парниковый эффект.

4. Климатический оптимум

Около 15 тыс. лет назад началось потепление. Ледниковый покров стал уменьшаться и отступать. Вслед за ним перемещались растения, которые постепенно осваивала все новые и новые ареалы. На протяжении климатического оптимума площадь морских полярных льдов в Северном Ледовитом океане значительно уменьшилась. Средняя температура вод в Арктике была на несколько градусов выше, чем в настоящее время. О наличии сравнительно высоких температур в то время свидетельствует существенное расширение ареала обитания некоторых животных. Теплый климат в Европе способствовал перемещению на север многих видов растений. В течение климатического оптимума сильно повысилась граница линии снегов. В горах леса поднялись почти на 400-500 м выше современного уровня. Если температура в период климатического оптимума в средних широтах повсеместно повысилась, то влажность менялась очень неравномерно. Она увеличивалась на севере европейской части России, а южнее 50-х широт она, наоборот, снижалась. В связи с этим ландшафты степей, полупустынь и пустынь располагались севернее современных. В Средней Азии, на Ближнем и Среднем Востоке влажность во время климатического оптимума была намного выше, чем в настоящее время. Теплый и влажный климат всего 10 тыс. лет назад существовал во всех ныне засушливых областях Азии и Африки.

Стоит обратить внимание на историю пустыни Сахара. Примерно 10- 12 тыс. лет назад на юге нынешней Сахары располагались два огромных пресных озера с густой тропической растительностью на берегах, не уступавшие по своим размерам современному Каспийскому морю. Однако благоприятный период климатического оптимума быстро подошел к концу. Все чаще стала появляться засуха, и наконец, под напором песков растительность исчезла, реки и озера высохли.

Следы потепления хорошо сохранились даже в Антарктиде. В частности, это следы водной эрозии, показывающие, что временами лед в Антарктиде оттаивал, и потоки воды размывали талый грунт.

Во время климатического оптимума было не только тепло, но и влажно, особенно в тех районах, которые в настоящее время принято считать засушливыми. Общее потепление привело к смещению к полюсам климатических поясов, изменилась атмосферная циркуляция. На ныне засушливые области выпадало большое количество осадков. Если внимательно изучить на карте поверхность современных пустынь, хорошо заметны сухие русла, по которым ранее протекали реки, и блюдцеобразной формы низины, бывшие в прошлом озерами.

Климат оказывал прямое воздействие на хозяйственную деятельность людей. С началом климатического оптимума наступает один из самых благоприятных этапов в жизни человечества. Для этого периода характерен не только высокий уровень изготовления орудий из камня, но и переход на оседлый образ жизни. Возникновение земледелия и скотоводства было связано не только с изменением климатических условий, но и с неразумной хозяйственной деятельностью. Благоприятный климат способствовал широкому распространению лесов и диких животных. Люди искали, добывали и потребляли в пищу то, что было не сложно достать, что давала природа. Но взамен ничего не создавали. С течением времени количество животных, особенно крупных, стало сокращаться. Людям проще было вместе убить крупное животное, чем долго выслеживать несколько мелких. Кроме того, охотники убивали наиболее сильных и приспособленных животных, а больные и старые доставались хищникам. Тем самым первобытные люди подрывали основу воспроизводства животных.

Неуспешная охота, длительные переходы в поисках животных, количество которых сильно сокращалась, побудили древних людей начать одомашнивать животных. Древнейшими районами одомашнивания были территории нынешней пустыни Сахары, междуречье Тигра и Евфрата, Инда и Ганга. Племена скотоводов в первое время кочевали, чтобы найти пригодные пастбища. Численность скота увеличивалась, стало тяжелее находить открытые участки. Скотоводы, как и земледельцы, стали жечь леса и использовать свободную землю для пастбищ и пашен. Освоение земель в зонах, подверженных климатическим изменениям, приводило к нарушению веками сложившегося равновесия. Изменялся влагооборот и температурный режим Земли. Массовый выпас скота способствовал быстрой деградации почвенного покрова. Уничтоженные леса, саванны и пастбища не восстанавливались. При наступлении засухи в связи с наступающим похолоданием в областях некогда пышных лесов и саванн возникли полупустынные и пустынные ландшафты.

Этот период можно назвать первым экологическим кризисом. В дальнейшем неразумное хозяйствование и вмешательство человека во многие природные процессы не раз приводили к весьма нежелательным результатам, некоторые заканчивались катастрофами.

5. Климат средневековья

Климатический оптимум окончился во II тыс. до н. э. Наступило похолодание, которое продолжалось вплоть до IV в. н. э. После этого на Земле вновь стало теплее. Теплый период продолжался с IV по XIII в., т. е. охватил раннее средневековье.

В Европе растительность средиземноморья уже не смогла преодолеть Альпы. Но все-таки почти на сотню километров к северу переместились границы произрастания теплолюбивой растительности. В Исландии снова стали выращивать зерно. Виноград выращивали на всем южном побережье Балтийского моря и даже в Англии. Самый пик потепления в Исландии пришелся на XI- XII вв. Было тепло везде: в Америке и в Азии. Древние летописи Китая сообщают, что в VII-X вв. в долине Хуанхэ росли мандарины, это означает, что климат этих территорий был субтропическим, а не умеренным, как в настоящее время. В период малого климатического оптимума влажный климат господствовал в Кампучии, Индии, странах Ближнего и Среднего Востока, Египте, Мавритании и странах, расположенных на юге пустыни Сахара.

Развитие человеческого общества, различные события в жизни народов и государств, межгосударственные отношения документально хорошо зафиксированы в Европе. Многие народы населяли этот континент в раннем средневековье, но в качестве примера остановимся на жизни викингов, так как их саги рассказывают много о природных условиях конца I и начала II тыс. Выходцы из Скандинавии, викинги, в России их называли варягами, совершали дальние переходы, захватывали чужие страны и осваивали новые земли. Завоеваниям и переходам викингов способствовало потепление климата. В X в. викинги открыли Гренландию. Своим названием этот остров обязан тем, что в то время он представился викингам в виде безбрежного зеленого ковра. На 25 судах 700 человек со скарбом и скотом переплыли Северную Атлантику и основали в Гренландии несколько крупных поселений. Поселенцы в Гренландии занимались скотоводством и, вероятно, возделывали зерновые. Трудно себе представить, что Гренландия, этот безмолвный и покрытый толстым ледяным панцирем остров, всего тысячу лет назад мог быть цветущим. Однако на самом деле это было так. Викинги пробыли в Гренландии недолго. Под натиском наступающего льда и развивающегося похолодания они вынуждены были покинуть этот огромный остров. Лед хорошо сохранил дома, хозяйственные постройки и предметы утвари викингов, а также следы пребывания скота и даже остатки зерновых.

На небольших деревянных судах, которые обладали прекрасными мореходными качествами, викинги совершали плавание не только в западном направлении и доплывали до берегов Канады, но и плавали далеко на север. Они открыли Шпицберген, неоднократно входили в Белое море и достигали устья Северной Двины. Все это дает основание считать, что в начале II тыс. в Арктике вероятнее всего, многолетний толстый лед отсутствовал. На Шпицбергене недавно обнаружены остатки ископаемой тундровой почвы, имеющей возраст всего 1100 лет. Следовательно, в X-XI вв. и даже раньше на Шпицбергене не только отсутствовал ледниковый покров, но и располагались тундровые и лесотундровые ландшафты.

Причины малого климатического оптимума средневековья:

1.Повышенная солнечная активность

.Редкие извержения вулканов

.Периодические колебания Гольфстрима, связанные с изменением солености океанской воды, которая в свою очередь зависит от изменений объемов ледников

6. Малый ледниковый период

После теплой эпохи наступило новое похолодание, которое получило название малого ледникового периода. Этот период продолжался с XIV до конца XIX в. Малый ледниковый период делится на три фазы.

Первая фаза (XIV-XV века)

Исследователи полагают, что наступление малого ледникового периода было связано с замедлением течения Гольфстрима около 1300 года. В 1310-х годах Западная Европа пережила настоящую экологическую катастрофу. После традиционно тёплого лета 1311 года последовали четыре хмурых и дождливых лета 1312-1315 годов. Сильные дожди и необыкновенно суровые зимы привели к гибели нескольких урожаев и вымерзанию фруктовых садов в Англии, Шотландии, северной Франции и Германии. Зимние заморозки стали поражать даже северную Италию. Прямым следствием первой фазы малого ледникового периода стал массовый голод первой половины XIV века.

Примерно с 1370-х годов температура в Западной Европе стала медленно повышаться, массовый голод и неурожаи прекратились. Однако холодное, дождливое лето было частым явлением на протяжении всего XV века. Зимой часто наблюдались снегопады и заморозки на юге Европы. Относительное потепление началось только в 1440-е годы, и оно сразу привело к подъёму сельского хозяйства. Однако температуры предшествовавшего климатического оптимума восстановлены не были. Для Западной и Центральной Европы снежные зимы стали обычным явлением.

Существенным было влияние малого ледникового периода и на Северную Америку. На восточном побережье Америки было чрезвычайно холодно, в то время как центральные и западные районы территории современных нам США стали настолько сухими, что Средний Запад превратился в регион пыльных бурь; горные леса полностью выгорели.

В Гренландии стали наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось всё более кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная мерзлота. Выросло количество льда в северных морях, и предпринимавшиеся в последующие века попытки достигнуть Гренландии обычно заканчивались неудачей.

Вторая фаза (XVI век)

Вторая фаза ознаменовалась временным повышением температуры. Возможно, это было связано с некоторым ускорением течения Гольфстрима. Другое объяснение «межледниковой» фазы XVI века - максимальная солнечная активность. В Европе вновь было зафиксировано повышение среднегодовых температур, хотя уровень предшествовавшего климатического оптимума достигнут не был. В некоторых летописях даже упоминаются факты «бесснежных зим» середины XVI века. Однако приблизительно с 1560 года температура начала медленно понижаться. По-видимому, это было связано с началом снижения солнечной активности. 19 февраля 1600 года произошло извержение вулкана Уайнапутина, сильнейшее за всю историю Южной Америки. Считается, что это извержение было причиной больших климатических изменений в начале XVII века.

Третья фаза (условно XVII - начало XIX века)

Третья фаза стала наиболее холодным периодом малого ледникового периода. Пониженная активность Гольфстрима совпала по времени с наиболее низким после V в. до н. э. уровнем солнечной активности. После сравнительно тёплого XVI века в Европе резко снизилась среднегодовая температура. Глобальная температура понизилась на 1-2 градуса по Цельсию. На юге Европы часто повторялись суровые и продолжительные зимы, в 1621-1669 годах замерзал пролив Босфор, а зимой 1708-1709 годов у берегов замерзало Адриатическое море. По всей Европе наблюдался всплеск смертности.

Новую волну похолодания Европа пережила в 1740-е годы. В это десятилетие в ведущих столицах Европы - Париже, Петербурге, Вене, Берлине и Лондоне - отмечались регулярные метели и снежные заносы. Во Франции неоднократно наблюдалась снежная пурга. В Швеции и Германии, по свидетельствам современников, сильные метели нередко заметали дороги. Аномальные морозы отмечались в Париже в 1784 году. До конца апреля город находился под устойчивым снежным и ледовым покровом. Температура колебалась от -7 до -10 °C.

Причины малого ледникового периода:

1.Усиление активности вулканов, пепел которых затмевал солнечный свет

.Понижение солнечной активности

.Замедление Гольфстрима

7. Климат ближайшего будущего

Каким же будет климат? Одни считают, что на планете будет похолодание. Конец XIX и XX столетие - это передышка, подобная той, какая была в средние века. После потепления температура вновь понизится и наступит новый ледниковый период. Другие говорят, что температуры будут непрерывно повышаться.

В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу во все возрастающем количестве поступает углекислый газ, создающий тепличный эффект; Окислы азота вступают в химические реакции с озоном, разрушают преграду, благодаря которой существует на Земле не только человечество, но и все живое. Хорошо известно, что озоновый экран препятствует проникновению ультрафиолетового излучения, которое пагубно воздействует на живой организм. Уже сейчас в крупных городах и промышленных центрах повышена тепловая радиация. В ближайшем будущем этот процесс усилится. Тепловые выбросы, в настоящее время оказывающие влияние на погоду, в будущем будут интенсивнее воздействовать на климат.

Установлено, что в земной атмосфере прогрессивно снижается количество углекислого газа. В течение всей геологической истории содержание этого газа в атмосфере довольно сильно менялось. Было время, когда углекислого газа в атмосфере было в 15-20 раз больше, чем в настоящее время. Температура Земли в этот период была довольно высокой. Но стоило количеству углекислоты в атмосфере снизиться, как температуры понижались.

Прогрессивное снижение углекислого газа в атмосфере началось около 30 млн. лет назад и продолжается ныне. Расчеты показывают, что уменьшение атмосферной углекислоты будет происходить и в будущем. В результате снижения количества углекислого газа произойдет новое сильнейшее похолодание, наступит оледенение. Это может случиться через несколько сотен тысяч лет.

Это достаточно пессимистическая картина будущего нашей Земли. Но здесь не учитывается влияние хозяйственной деятельности человечества на климат. А оно настолько велико, что равноценно некоторым природным явлениям. В предстоящие десятилетия основное воздействие на климат будут оказывать, по крайней мере, три фактора: скорость роста выработки различных видов энергетики, главным образом тепловой; увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате активной хозяйственной деятельности людей; изменение концентрации атмосферного аэрозоля.

В наше столетие естественная убыль атмосферной углекислоты не только была приостановлена в результате хозяйственной деятельности человечества, но в 50-е и 60-е годы начали медленно повышаться концентрации углекислого газа в атмосфере. Это было обусловлено развитием промышленности, резко возросшим количеством сжигаемого топлива, необходимого для выработки тепла и энергии.

Значительное влияние на содержание атмосферной углекислоты и формирование климата оказывают вырубки лесных массивов, продолжающиеся во все возрастающих размерах, как в тропических странах, так и в умеренном поясе. Уменьшение площади лесных массивов приводит к двум весьма нежелательным для человечества последствиям. Во-первых, сокращается процесс переработки углекислого газа и выделение растениями свободного кислорода в атмосферу. Во-вторых, при вырубке лесов, как правило, оголяется земная поверхность, а это приводит к тому, что солнечная радиация отражается сильнее и вместо нагревания и сохранения тепла в приземной части поверхность, наоборот, охлаждается.

Однако при прогнозе климата будущего надо исходить из реально существующих тенденций, вызванных хозяйственной деятельностью человека. Анализ многочисленных материалов по антропогенным факторам, воздействующим на климат, позволил советскому ученому М.И. Будыко еще в начале 70-х годов дать достаточно реалистический прогноз, согласно которому увеличивающаяся концентрация атмосферной углекислоты приведет к повышению средних температур приземной части воздуха к началу XXI в. Этот прогноз в то время был практически единственным, так как многие климатологи считали, что процесс похолодания, начавшийся в 40-е годы нынешнего столетия, будет продолжаться. Время подтвердило правильность прогноза. Еще 25 лет назад содержание углекислого газа в атмосфере составляло 0,029 %, но за прошедшие годы оно увеличилось на 0,004%. Эта, в свою очередь, привело к возрастанию средних глобальных температур почти на 0,5°C.

Каким образом распределятся температуры на земном шаре после повышения? Наибольшие изменения температуры приземной части воздуха будут происходить в современных арктическом и субарктическом поясах в зимний и осенний сезон. В Арктике средняя температура воздуха в зимний сезон возрастет почти на 2,5- 3°C. Такое потепление в области развития морских арктических льдов приведет к их постепенной деградации. Таяние начнется в периферических частях ледникового щита и медленно будет смещаться в центральные районы. Постепенно толщина льда и площадь ледяного покрова будут уменьшаться.

В связи с изменением температурного режима в ближайшие десятилетия должен стать другим и характер водного режима земной поверхности. Глобальное потепление на планете всего на 1° приведет к уменьшению количества осадков в значительной части степной и лесостепной зон умеренного климатического пояса примерно на 10-15 % и к увеличению примерно на такую же величину увлажненной зоны в субтропическом поясе. Причины такого глобального изменения заключаются в существенном изменении атмосферной циркуляции, которая происходит в результате уменьшения разности температур между полюсами и экватором, между океаном и континентами. В период потепления таяние льдов в горах и особенно в полярных областях вызовет повышение уровня Мирового океана. Увеличившаяся площадь зеркала водной поверхности будет оказывать сильное влияние на формирование атмосферных фронтов, облачности, увлажненности и в значительной степени повлияет на рост испаряемости с поверхности морей и океанов.

Предполагается, что в первой четверти XXI в. в тундровой зоне, которая к тому времени полностью исчезнет и заменится таежной, осадки в основном будут выпадать в виде дождей и общая сумма осадков намного превысит современные. Она достигнет величины 500-600 мм в год. Учитывая, что средние летние температуры в современной тундровой зоне повысятся до 15-20°С, а средние зимние - до минус 5-8 °С, эти области перейдут в пояс умеренного климата. Здесь возникнут ландшафты хвойных лесов (таежная область), но не исключена возможность появления зоны смешанных лесов.

При развитии потепления в Северном полушарии расширение географических или ландшафтно-климатических областей будет происходить в северном направлении. Сильно расширятся области равномерного и переменного увлажнения. Что же касается областей с недостаточным увлажнением, то смена температурного режима отразится на миграции областей пустынь и полупустынь. Увеличивающееся увлажнение в тропических и экваториальных областях вызовет постепенно сокращение пустынных и полупустынных ландшафтов. Они будут сокращаться на южных границах. Однако взамен этого произойдет расширение их к северу. Засушливые области как бы будут мигрировать к северу. Предполагается также расширение в пределах умеренного пояса лесостепных и степных областей за счет сокращения зоны широколиственных лесов.

8. Влияние климата на развитие цивилизации

климат ледниковый докембрийский

Хозяйственная деятельность человека во многом зависит от климата и определяется им. На заре развития человеческого общества климат был одним из главных факторов, который определял выбор человеком мест обитания и охоты, мест собирания, а в дальнейшем и выращивание определенных продуктов питания и т.д. Климат оказывал влияние даже на развитие цивилизации. Так, в период потепления исландские поселенцы посылали своих колонистов на запад Гренландии. В результате похолодания колония в Гренландии пришла в упадок, а в дальнейшем усиление холода привело к уничтожению и основных колоний норманнов в Исландии.

Последовательное усиление засухи на территории Ближнего и Среднего Востока, происходившее в 1 тысячелетии до н.э., привело к уничтожению многих крупнейших для своего времени городов и поселений. Многие из них в дальнейшем оказались погребенными под слоем песка наступающих пустынь. Следовательно, изменение климата в ту или иную сторону приводило к весьма серьезным последствиям для развития цивилизаций.

Исторические данные дают огромный материал, свидетельствующий о том, что похолодание или засуха в древности приводили к резкому сокращению сельскохозяйственной продукции и в связи с этим периодически наступали голодные годы.

Согласно многочисленным оценкам климатологов, изменяющийся климат может оказать влияние на производство продовольствия, как в региональном, так и в глобальном масштабе. Так, например, после второй мировой войны урожайность зерновых культур возросла вследствие внедрения новой технологии в обработке почвы, возделывания, правильного внесения необходимого количества удобрений, вывода новых засухоустойчивых и морозоустойчивых сортов и т.д. В последнее десятилетие мировое продовольственное производство росло на 3% в год главным образом за счет ввода новых площадей под сельскохозяйственные угодья. Но вместе с тем прирост продовольственного производства, происходивший в течение 60-х годов 20 в., резко снизился в начале 70-х годов и главным образом в 1972 г. в результате неблагоприятного влияния климатических аномалий.

Большое влияние оказывает климат на распределение водных и энергетических ресурсов. Не вызывает сомнения тот факт, что колебания климата выражаются и в изменении циркуляции атмосферы, общего количества атмосферных осадков, режима выпадения осадков и общего количества речного стока. Несмотря на то, что системы водоснабжения и водохранилища спроектированы с определенными запасами, учитывающими погодные изменения в связи с возможными изменениями режима выпадения атмосферных осадков в будущем, в регионах, расположенных в засушливом климате, могут возникнуть большие проблемы с водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.

В определенной мере изменения климата, как в сторону похолодания, так и потепления в будущем внесут свои коррективы в выработку и потребление энергии. Невозобновляемость топливных ресурсов и неуклонное их сокращение с течением времени создают дополнительные проблемы, которые особенно рельефно выражаются при наступлении похолоданий.

Несмотря на столь очевидную зависимость хозяйственной деятельности человека от климата, технические средства, уровень развития науки и особенно рост технических возможностей в обозримом будущем могут сильно изменить характер воздействия климатических изменений.

Заключение

Рассматривая процесс формирования и развития климата Земли с исторической стороны, можно прийти к выводу о том, что в течение последних 600 млн. лет климат неоднократно с определенной периодичностью менялся. В соответствии с климатическими колебаниями происходило изменение природных условий, менялся состав атмосферы, развивалась органическая жизнь, расширялись ареалы обитания растений и животных. С течением времени возникали новые типы климата и неизвестные раннее ландшафтно-климатические условия.

Многочисленные исследования климатологов разных стран свидетельствуют о том, что хозяйственная деятельность человека, связанная с сжиганием ископаемого топлива во все возрастающем количестве, а также сокращение лесных массивов в конечном счете приведут к изменению химического состава атмосферы. Можно ожидать, что в ближайшие десятилетия концентрация углекислого газа в атмосфере возрастет до полутора, а в первой четверти 21 века - почти в 2 раза по сравнению с современной эпохой. Для надежного прогнозирования, и, главное, для определения генерального направления хозяйственной деятельности человека в ближайшие десятилетия необходимо правильно представить себе не только характер или тенденцию изменения температуры, но и дать объективную характеристику ожидаемых изменений в природных условиях. Этому неоценимую помощь оказывает определение времени существования аналогичных климатических условий в геологическом прошлом и сопоставлении природных условий с предполагаемым в будущем.

Список первоисточников

1. Ясаманов Н.А. Занимательная климатология. 1989.

Ясаманов Н.А. Древние климаты Земли. 1985

Википедия - свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Малый_ледниковый_период

Http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

BBC «Климатические войны» (документальный фильм) 2008

1. Как узнать о климатах прошлого.
2. Причины изменений климата.
4. Как узнать о климатах прошлого.

Для суждения о прежних, доисторических климатах можно пользоваться многими способами. Одним из самых распространенных является:

a) характер ископаемых животных и растений. Так, встречая на берегах Аральского моря отложения с отпечатками листьев бука (Fag us Antipofii), дуба (Quercus Gmelini), орешника (Corylus insignis), тополя (Populus mutabilis) и других древесных растений, мы заключаем, что в третичное время здесь росли леса, подобные современным лесам умеренной зоны. Между тем, в настоящее время побережья Арала представляют собою пустыню. В нижнетретичных пресноводных отложениях Венгрии обнаружены моллюски, родственные современным моллюскам Индомалайского архипелага. Это, в связи с другими данными, позволяет предполагать о господствовавшем тогда в средней Европе тропическом климате.

Детальное изучение органических остатков иногда может доставить весьма ценные данные. Так, на ископаемых листьях бука из Германии, относящихся к третичному времени (именно, к миоцену), обнаружены повреждения от мороза. Существование зим в это время доказывается еще наличием в древесине деревьев годичных колец нарастания.

b) Но не только по ископаемым можно делать заключения о климатах прошлого. О том же можно судить и по особенностям современного географического распространения растений и животных. Морская сельдь, Clupea harengus, водится в северных частях Атлантического и Тихого океанов, но отсутствует в Северном Ледовитом океане к востоку от Канина полуострова, избегая, таким образом, арктических широт. Распространение ее, благодаря этому, является прерванным. Но, очевидно, некогда ее местообитание было сплошным: от Атлантического океана через Северный Ледовитый к северной части Тихого. Вымирание сельди в промежуточной части обязано, очевидно, охлаждению, наступившему в связи с ледниковой эпохой. Той же причиной обусловлено прерывистое распространение целого ряда растений, обитающих, с одной стороны, в Европе, а с другой - в восточной Азии, и отсутствующих в Сибири. Подробнее об этом будет сказано ниже.

c) Характер осадков нередко позволяет судить о климате, господствовавшем во время отложения осадка. Так, имея перед собою морену, мы делаем заключение о том, что данное место некогда было покрыто ледниковым покровом. Нахождение лесса заставляет нас сделать вывод о прежде бывшем сухом климате. Каменный уголь и торф говорят о прежнем господстве влажного климата.

Чрезвычайно любопытные результаты дает изучение почв, как современных, так и древних. Приведем несколько примеров.

Только что мы сказали, что лесс образуется в условиях сухого климата, Но в Херсонской губернии, а также в других местах, обнаружено, что в толще лесса имеется один, а иногда и несколько прослойков, представляющих из себя каждый темноцветную, черноземовидную почву, погребенную под лессовым наносом. Очевидно, во время отложения этой почвы сухой климат изменялся в сторону большей влажности.

В Приамурье в настоящее время господствует умеренно-влажный климат. В соответствии с этим почвы принадлежат к типам подзолистому и болотному. Подзолистыми называются такие почвы, в которых верхние горизонты более или менее выщелочены, обеднены основаниями и полуторными окислами (окись алюминия, окись железа) и обогащены кремнеземом (отчего кажутся, как бы посыпанными золой); напротив, нижние горизонты подзолистой почвы обогащены полуторными окислами, окислами марганца, фосфорной кислотой и гумусом. Но вот что замечательно. В Приамурье местами под подзолистой почвой обнаружены ясные следы почвообразовательного процесса, развивавшегося по совершенно иной схеме, чем подзолистый; именно, эта ископаемая почва, лежащая под подзолистой, оказывается обеднена кремнеземом и обогащена полуторными окислами по сравнению с материнской породой (лавой), т. е. - совершенно обратное тому, что наблюдается в подзолистой почве. В некоторых случаях ископаемая почва окрашена в красный цвет. Одним словом, мы имеем здесь пред собою выветривание латеритного типа, какой характеризует собою страны с жарким климатом. Определить в точности время, когда в Приамурье формировались латеритные почвы, трудно; вероятно, гораздо более теплый, чем ныне, климат здесь господствовал в верхнетретичное время. Возможно, что эта эпоха совпадала с распространением в Восточной Сибири американского ореха, Juglans cinerea, плоды которого найдены недавно в песках, в долине Алдана (приток Лены), ниже устья р. Амги. Судя по современным пределам обитания американского J. сinereа, а также J. mandshurica, живущего на Амуре, можно думать, что средняя годовая температура в низовьях Алдана, когда там рос американский орех, была не ниже, чем от 1° до 5°С., т. е. на 13°-17° теплее современной. Еще можно отметить, что при впадении р. Буреи в Амур найдены остатки растений Ginkgo и Zeikova, обитающих ныне в Японии и Китае, a Zeikova, кроме того - в Закавказье. Наконец, возможно, что в ту же эпоху жили у берегов Японии (о-в Хонцо) строющие рифы кораллы и тропические моллюски, найденные в ископаемом состоянии под 35° с. ш., тогда как теперь рифовые кораллы не идут здесь севернее 27° с. ш (о-ва Бонин) - 28° 20" с. ш. (о-ва Риу-Киу). Таким образом, целый ряд фактов свидетельствует в пользу выводов, сделанных на основании изучения почв.

Еще один пример, ярко иллюстрирующий смену типов почвообразования. В области челябинского гранитного массива современные почвы формируются по типу подзолистому, но в некоторых местах, например, на порфиритах можно видеть, что подзолистые почвы развиты на древней коре выветривания, в которой процесс почвообразования шел по типу латеритному. Есть основания думать, что время, когда в Зауралье господствовал теплый климат, допускавший образование латеритов, нужно отнести на эпоху не позже миоцена.

d) Наконец, об изменениях климата можно судить по формам рельефа. Так, кары и корытообразные долины в горах свидетельствуют о прежнем распространении в горах ледников. Нахождение среди лесов полулунных барханов, какие нередко встречаются, напр., в Полесье, говорит о прежде бывшем пустынном климате.

2. Причины изменений климата.

Изменения климата могут быть: 1) прогрессивными, направленными в одну сторону, 2) периодическими, колеблющимися в известных пределах.

Вообще говоря, климат зависит от целого ряда факторов, именно: 1) от интенсивности солнечного лучеиспускания, 2) от положения земли по отношению к солнцу, а также от наклона эклиптики, 3) от распределения суши и воды, 4) от высоты суши над уровнем океана, 5) от характера почвенных, и других поверхностных горизонтов, а равно растительного покрова, 6) от состава атмосферы и ее мощности, 7) от состава гидросферы (водной оболочки). Наконец, нужно упомянуть о влиянии собственной теплоты земли.

Температура поверхности земли повышается от последней причины не более, чем на 0,1° С. Таким образом, влияние внутренней теплоты земли в настоящее время ничтожно. Но это же справедливо и для всех периодов, начиная с кембрийского. Мало того, даже в предшествовавший кембрийскому, альгонкинский период этот фактор можно не принимать во внимание. Для земной коры достаточна толщина уже в несколько десятков саженей, чтобы быть совершенно огражденной от термического воздействия расплавленного ядра. Для того, чтобы поверхность земли получала от своего ядра такое же количество тепла, какое она получает сейчас от солнца, расплавленная магма должна была бы находиться на глубине уже от 10 до 30 метров, смотря по породе, слагающей земную кору. А мощность только одних осадочных пород альгонкинского возраста в Сев. Америке исчисляется свыше чем 9000 метрами. Это значит, что уже в то время климаты земли регулировались главнейшие излучением тепла солнцем. Но, кроме того, конечно, оказывали влияние, как и ныне, целый ряд факторов: распределение суши и воды, высота материков над уровнем моря, состав атмосферы и водной оболочки и прочее.

Лукашевич обращает внимание на следующее, весьма важное для понимания древних климатов, обстоятельство. Толщина атмосферы могла изменяться в течение геологических периодов; можно предположить, что с архейских времен земная поверхность уменьшилась, вследствие охлаждения земли, в 1,5 раза, а следовательно, во столько же увеличился объем воздуха над определенной площадью, т. е. давление атмосферы в архейское время должно было быть около 500 мм - принимая, что количество воздуха осталось без изменения. А это соответствует средней высоте материков около 3300 м. Если солнечная радиация в докембрийское время была такова же, что и ныне, то уменьшение давления должно было повлечь за собою весьма изобильное выпадение осадков. Так как альгонкинский период характеризуется весьма интенсивным проявлением горообразовательных процессов, то в результате должны были развиться мощные ледники альпийского типа.

3. Климаты геологического прошлого.

После этих предварительных замечаний приступаем к обзору климатов с древнейших времен геологической истории земли, именно - с альгонкинского периода, предшествовавшего кембрийскому. Альгонкинский период. О климатах этого периода известно очень мало, так как органических остатков пока обнаружено ничтожное количество. Но все же один поразительный факт может считаться установленным. Это - наличность обширного ледникового покрова. В Северной Америке, к северу от озера Гурон, в т. н. нижнегуронских отложениях, обнаружены (1908) несомненные следы оледенения в виде полированных и штрихованных валунов, входящих в состав т. н. основного конгломерата, залегающего на архейских породах. Этот конгломерат есть образование, аналогичное мо рене. Валуны состоят из гранитов, гнейсов, метаморфических сланцев и архейских изверженных пород. Подобные же конгломераты, в коих, впрочем, пока не обнаружено следов полировки и штриховки, развиты на громадном протяжении (свыше 1000 км.) в Канаде, на территории Онтарио, достигая мощности до 300 метров. По-видимому, такие же конгломераты распространены и в штатах Миннесота и Мичиган. Наличность высоких гор весьма способствовала образованию ледников. О том, что в альгонкинское время вообще господствовал довольно прохладный климат, можно судить еще по тому, что в отложениях этой системы очень мало углекислого кальция. А, как известно, в теплых морях идет весьма обильное осаждение СаСО 3 .

Кембрийский период. В кембрийское время, насколько можно судить по остаткам морской фауны, климат был повсюду более или менее однообразный. Впрочем, некоторые, принимая перемещение полюсов, признают, известную дифференцировку зон; при этом основанием служит распространение Archaeocyaihidae, своеобразных, строющих рифы организмов, одними относимых к губкам, другими - к кораллам.

Как бы то ни было, для кембрия имеются ясные и многочисленные следы оледенения. Еще в 1892 году Рейш обнаружил на берегах Варангер фиорда морену, относящуюся к нижнекембрийскому времени (формация Gaisa). В Китае, на Ян-цзы-цзяне, под 30° с. ш. встречены ледниковые суглинки с типичными полированными и исчерченными валунами; эти отложения покрыты осадками, несомненно, кембрийского возраста. Наконец, в южной Австралии и Тасмании обнаружены такие же моренные отложения, развитые на протяжении 450 километров между 35° и 30° ю. ш. и 137° и 140° в. д. По-видимому, лед двигался в Австралии с юга на север.

Наличие ясных следов оледенения говорит за то, что известная дифференцировка климатов в кембрийское время, во всяком случае, существовала.

Силурийский период. В течение силура климат на всей земле был, по-видимому, более или менее равномерный. Ледниковых отложений неизвестно.

Является вопрос, чем может быть вызвана равномерность климата от экватора до полюса. Ведь, при любой интенсивности солнечной радиации и при любом наклоне земной оси, количество тепла, получаемое экватором и полюсами, должно быть различно, и в результате должны обнаружиться климатические пояса. Нужно отметить прежде всего, что следует говорить лишь об относительной равномерности. Так, силурийские кораллы с Гриннеллевой Земли обнаруживают карликовый рост, свидетельствуя тем, что климатические условия были не особенно благоприятны для их развития. Большая или меньшая равномерность климата может обусловливаться, особенно для морской фауны, иным распределением материков и морей, высот и глубин, а, следовательно, иным распределением барометрических максимумов и минимумов, ветров, течений и т. д. Представим себе, что между Гренландией и Европой залегает сплошной перешеек; в этом случае Гольфштром не смог бы попадать в Баренцово море, и климат Мурмана был бы гораздо суровее; кроме того, упомянутый барьер преграждал бы холодным полярным водам доступ к югу, благодаря чему температура умеренных широт и тропиков была бы выше; таким образом, разница между зонами в этих условиях была бы очень значительна. Напротив, уничтожение этого перешейка повлекло бы за собою смягчение контрастов между экватором и полюсом; контраст стал бы еще меньше, если бы температура повысилась до того, что ледниковый покров Гренландии растаял бы. Одним словом, комбинация ряда благоприятных условий может обусловить наличие равномерного - до известной степени - климата.

Еще один пример. При современном положении земной оси северное полушарие иметь зиму в перигелии, а южное - в афелии. Следовательно, нужно было бы ожидать, что в северном полушарии разница между зимой и летом будет несколько сглажена и получится более умеренный климат, напротив, и южном - эта разница будет увеличена, усиливая противоположность между летом и зимой. На самом же деле, мы видим обратное. По вычислению, Ганна, средние температуры января и июля в обоих полушариях таковы:

Годовая амплитуда в северном полушарии 14,5°, а в южном всего 7,0° - т. е. климат южного полушария гораздо умереннее климата северного: се верное полушарие имеет холодную зиму и жаркое лето, южное - умеренную зиму и прохладное лето. Причина заключается в том, что в северном полушарии сравнительно много суши и мало воды, в южном же - резко преобладает вода.

Девонский период. О климате этого времени пока имеется мало определенных данных. Обращают на себя внимание условия образования древних красных песчаников (old red sandstones). В них некоторые видят отложения пустынь, другие же рассматривают их, как осадки лагунные. В нижнедевонских отложениях южной Африки обнаружены полированные и штрихованные валуны, залегающие в морене. Это единственный намек на ледниковые явления в девоне.

Каменноугольный и пермский периоды. Флора нижнего и среднего отделов каменноугольного периода показывает всюду весьма большое однообразие: в среднекаменноугольных отложениях Китая встречены те же растения, что и в Европе. Относительно условий образования каменного угля до последнего времени существовало разногласие. Некоторые считали, что каменный уголь мог откладываться только в условиях влажного и умеренного климата, основываясь на том, что и в настоящее время торф формируется в умеренной, но не в тропической зоне. Однако в последнее время открыты обширные торфяники в тропиках, на Суматре. Поэтому ныне склоняются к взгляду, что образование каменного угля шло в условиях жаркого климата (Потонье, Залесский).

Климат нижнего и среднего каменноугольного времени продолжал сохраняться в Западной Европе, Китае, Северной Америке, частью и в южной Африке, и в течение верхнекаменноугольной эпохи. Но в Австралии, в южной Африке, на Мадагаскаре, в Индии, северной Монголии, Сибири, в бассейне Печоры и северной Двины в верхнекаменноугольное и пермское время появляется особая флора, для некоторой характерны папоротники Glossoptens и Gangamoptens. Материк, на котором была распространена эта флора, Зюсс назвал Землей Гондваны. Какая причина дала толчок к образованию гондванской флоры, сказать в настоящее время затруднительно. Возможно, что появление ее вызвано дифференцировкой климатических зон, но нет ничего невероятного в том, что гондванская флора получила начало в горах и на высоких плато.

Как бы то ни было, к концу каменноугольного периода, наметилось значительное охлаждение климата. В южном полушарии констатировано весьма сильное оледенение, о чем подробнее ниже. Но замечательно, что и там, где следов оледенения пока не наблюдалось, имеются все же явные признаки холодного сезона (т.е., климат был не тропический). Как из Кузнецкого бассейна, так и из Печорского края известны древесины пермо-карбонового времени с ясными годичными кольцами. Для пермокарбона Урала и Донецкого бассейна (Дружковка) также описана древесина Dadоxylon с весьма ясными кольцами. Однако пермакарбоновые древесины из Бразилии лишены годовых колец, точно также нет их и у тех Dadoxylon из Донецкого бассейна, которые происходят не из пермокарбо-новых, а из верхнекаменноугольных отложений.

В конце каменноугольного или начале пермского времени - точное определение времени затруднительно - интенсивное оледенение покрыло многие места южного полушария. Следы его обнаружены в южной Африке (в Капской колонии и в Бельгийском Конго), Индии, Австралии, Тасмании, и, наконец, в южной Бразилии и на Фальклэндских о-вах. Кроме того, по-видимому, в области восточного склона Урала (в Екатеринбургском уезде) тоже имелось оледенение.

В Индии оледенение в бассейне р. Годавэри занимало площадь не менее 0,25 миллиона кв. км. Валуны здесь имеют до 75 см в диаметре. В Соляном же хребте (Salt Range) они достигают величины в несколько кубических метров; здесь слои с валунами переслаиваются с морскими отложениями, заключающими органические остатки. Можно думать, что тут ледники непосредственно спускались в море.

В Австралии (Виктория) местами найдено до десяти горизонтов валунных отложений (при чем некоторые мощностью до 60 метров), перемежающихся с морскими осадками. Очевидно, и здесь, как и в Индии (и как ныне в Гренландии и Антарктике), ледяной покров оканчивался в море. Кроме того, весьма важно, что оледенение здесь было многократным. Направление штрихов показывает, что центр оледенения находился к юго-западу от Тасмании. Ледник захватывал только южную часть Австралии и доходил под 33,5-34° ю. ш. (крайний северный предел распространения) до уровня моря; здесь от ледника отламывались ледяные горы, которые течениями заносило на север до 21-24° ю. ш.

Особенно рельефно обнаруживаются следы пермокарбонового оледенения в южной Африке, где найдены не только полированные и изборожденные скалы под мореной, но также утесы, обработанные совершенно аналогично т. н. бараньим лбам. Моренные отложения, известные под именем конгломерата Dwyka, простираются в южной Африке между 25° и 32° ю. ш. Штрихи и бараньи лбы показывают, что направление движения льда было с NNE на SSW. И породы, из которых состоят валуны, тоже принесены с севера. В песчаниках, покрывающих конгломерат Dwyka, были обнаружены листья Gangamopteris, но морских осадков, покрывающих ледниковые, нигде не найдено.

Пермокарбоновое оледенение занимало в южном полушарии площадь не меньшую, чем плейстоценовое в северном. Но замечательно, что аналогичного ему оледенения в северном полушарии пока не обнаружено, если не считать некоторых местных, напр., по восточному склону Урала. Некоторые полагают, что причиной такого одностороннего оледенения является поднятие Гондванского материка, ибо ни астрономическими причинами, ни изменениями в составе атмосферы нельзя объяснить отсутствия оледенения в северном полушарии. Так, Кокен принимает, что в Индии, в области Аравали, где найдены следы интенсивного оледенения пермского времени, высоты достигали не 500 м, как ныне, а свыше 4000 м.

В пермское время мы встречаемся с достоверными следами пустынь. В верхнепермских осадках имеются значительные отложения каменной соли, гипса и других солей, перемежающиеся с глинами и песчаниками красного цвета. Это отложения несомненно морские, но образование их шло в условиях пустынного климата, аналогичных теперешним на берегах Карабугаза.

В течение триаса господствовал теплый и более или менее однообразный климат. О сравнительно высокой температуре можно судить по присутствию в средне и верхнетриасовых отложениях мощных масс известняков органического происхождения. О равномерности (конечно относительной) климата свидетельствует космополитическое распространение многих видов.

В течение юры значительных различий в климатах не было. Установленные (1885) Неймайром провинции, на которые он смотрел как на климатические, имеют в значительной степени фациальное значение, т.е. обусловлены различиями в физических условиях местообитания. Но все же, по-видимому, у северного полюса обитала более холодноводная фауна. Замечательно, что следов умеренного или холодного поясов в южном полушарии нельзя было подметить.

Тем любопытнее, что впервые в нижнем мелу мы встречаем более или менее резкую климатическую дифференцировку, при чем ясно намечается умеренная зона южного полушария. Климатические зоны оказываются обособленными и в верхнемеловое время; стоит упомянуть о средиземно-экваториальной зоне, где распространены строющие рифы рудисты, кораллы, неринеи, некоторые типичные аммониты и пр. Что это дифференцировка климатическая, а не фациальная, видно из того, что и на севере (в Германии, южной Англии, южной Швеции) спорадически встречаются рудисты, но в мелких формах, свидетельствующих о неблагоприятных климатических условиях.

В сеноне климатические зоны выступают совершенно ясно вследствие распространения в умеренных широтах белемнитов из родов Belemnitella и Actinocamax, отсутствующих в тропинках. Представители первого рода водились в верхнемеловое время в Европе, местами в западной Азии, в северной Америке (на север до Аляски); отсутствуют в тропиках и снова появляются в южном полушарии, в Квинслэнде - в форме, близкой к Belemnitella mucronata.

Следов ледниковых явлений для мелового периода неизвестно, если не считать некоторых указаний для Австралии, опровергаемых впрочем, другими авторами.

Третичный период. В третичное время, как и в меловое, были хорошо выражены климатические пояса. Замечательно, что в палэоценовое время (предшествовавшее эоцену в узком смысле слова) в морях, покрывавших части Франции и Англии, жили моллюски, характерные для бореальных морей (Astarte, Axinus, Cyprina и др.). Между тем значительно более теплыми были палэоценовые моря среднего Поволжья, а фауна, встречаемая в "короваях" Поволжья (нижнесаратовский ярус), носит даже тропический отпечаток. Палэоценовая флора Поволжья была субтропической; климат страны, которую она населяла, был равномерно теплый и влажный, приблизительно такой, какой сейчас на юге Японии, в юго-восточном Китае или в горах Явы на высоте приблизительно 2000 метров. Здесь росли пальмы и папоротники, Scitamineae, вечнозеленые дубы, лавровые деревья, падубы. Это были вечнозеленые густые леса, среди которых, однако, встречались, как и ныне в Китае или Японии, также формы более умеренного климата, с опадающими листьями, каковы: буки, березы, дубы, тополи, ясени.

В эоцене в Европе господствует уже тропический тип растительности. Но о том, что климатические зоны были выражены, можно судить по сильному развитию нуммулитов и коралловых рифов в средиземно-тропической зоне и отсутствию их в северных широтах (наличие нуммулитов в Англии, Гренландии и Новой Зеландии объясняют теплыми течениями). Однако в эоценовое время климатические пояса были менее резко дифференцированы, чем в верхнемеловое; климат Европы был значительно теплее нынешнего.

В олигоцене в Европе снова наступило охлаждение, но все же наряду с формами умеренного климата, каковы ивы, тополи, березы, ольхи, орешники, грабы, буки, каштаны, виноград и др., встречаются и тропические пальмы, Cinnamomum, хлебное дерево (Аrtосаrрus), древовидные лилейные (Dracaena draco) и пр. У олигоценовых деревьев средней Европы годичные кольца выражены так же хорошо, как у современных. В нижнем олигоцене Волынской губ. найдены пальмы, Sequoia, лавр, наряду с деревьями с опадающей листвой; средняя годовая температура была 16°-17° С.

В Гренландии в неогеновых отложениях найдены представители родов Ginkgo, Taxodium, Libocedrus, G1уptоstrоbus, Sequoia, Pinus, Liquidambar, затем - тополи, ивы, ольхи, березы, лещины, буки, каштаны, дубы, Sassafras, Aralia, плющ, виноград, магнолия, лавр и многие другие - всего 282 вида. Та же флора обнаружена на Гриннеллевой Земле под 82° с. ш. Не следует думать, чтобы эта растительность характеризовала собою субтропический климат, как полагал в свое время Геер. Она могла произрастать во влажном, умеренном климате, которому не чужды были даже морозы. В южном Чили и по берегам Магелланова пролива в настоящее время преобладающими деревьями являются вечнозеленые буки (Nothofagus Dombeyi и N. betuloides), магнолия (Drimуs Winteri), кипарис (Libocedrus tetragоnа), а также вечнозеленые кустарники. Между тем, климат здесь умеренный, осадков много, при чем распределены они в течение года равномерно, небо по большей части покрыто облаками, снег выпадает во все сезоны, но лежит даже зимой недолго. Морозы тоже могут случиться в любое время года, но непродолжительны.

В средней Европе в миоценовое время был теплый климат (однако, все же с зимними морозами); к северу он становился более умеренным. По общему характеру миоценовая флора Западной Европы напоминала современную флору атлантических штатов Сев. Америки, южного Китая и Закавказья. Во Франции росли различные лавровые (напр., Cinnamomum), камфарное дерево, Myrtus, секвойя, Тахоdium, бамбук, драконовое дерево (Dracaena draco), пальмы, древовидные папоротники из Os mundaceae. Сарматская (сармат есть одно из подразделений миоцена) флора Новороссии имела вполне выраженный характер современной растительности умеренных широт Китая. Это были деревья главным образом с опадающей листвою. Здесь росли каштаны, грабы, клены, орехи, буки, дубы и пр., затем Zelkova Ungeri, Sapindus, Taxodiumdistichum, Lirio dendron Procaccinii, Ailanthus Confucii, Sterculia tri dens, Eucommia ulmoides. Последние четыре формы сближают флору Донской области, где они найдены, с восточно-азиатской: Eucommia u1 moides обитает ныне в Китае, в провинциях Хубей и Сычуань. Ailan thus Confucii наиболее близок к A. glandulosa, растущему в Китае, но свободно выносящему климат Европы. Род Sterculia водится в Китае и Японии, Liriodendron - в Китае и Сев. Америке. Сарматская флора Донской области была богаче современной закавказской.

Недавно в Севастополе открыта фауна сарматских наземных млекопитающих. Здесь найден представитель семейства жирафов (Achtiaria expectans), антилопы Tragoceras, хищник Iсtitherium, носорог Асе rarherium Zernowi, наконец Hipparion. Все - фауна более теплого климата, чем современный. В самом конце миоцена, в меотическое время, климат южной России, судя по находкам ископаемых растений в южной Бессарабии, снова испытал охлаждение. Насколько можно судить по немногочисленным данным, флора имела довольно умеренный облик.

Однако мы знаем из Новороссии меотическую фауну наземных млекопитающих, характеризующую климат более теплый, чем современный. Так, на юго-западе Херсонской губ. в меотических отложениях найдены остатки носорогов (Rhinoceras, Aceratherium), антилоп (Тragосеras), жирафов (Сame1орardaIis), затем Helladotherium (из семейства жирафов), страуса и др. Подобного же характера, но гораздо более богатая фауна описана из с. Тараклии, Бендерского уезда, в Бессарабии), но замечательно, что здесь среди остатков носорогов, жирафов, антилоп и др. найдены остатки бобра (Castor fiber), обитателя лесов умеренной зоны.

В плиоцене охлаждение прогрессировало, и в конце этой эпохи у полюсов, вероятно, образовались скопления льда. В Европейской России климат стал настолько умеренным, что реки зимою начали покрываться льдом В южной части Екатеринославской губ., по берегу Бугского лимана, а также у Одессы находили в понтических известняках валуны гранита и сиенита, а в Херсонской губ. (близ Одессы, у колонии Рорбах), кроме того, валуны криворожского железистого кварцита в значительном удалении от их коренного месторождения, верстах в 170-220 к юго-западу. Валунов много и размерами они до полуметра. По предположению Н А. Соколова, валуны эти были разнесены льдинами по понтическому морю, волны которого омывали кварцитовые скалы криворожского района. На Дону, у станицы Нижнекурмоярской и в других местах, в верхнеплиоценовых наземных отложениях найдены куски известняка и других пород с каменноугольными и меловыми ископаемыми, принесенные речным льдом с берегов Дона, из мест, расположенных гораздо выше Нижнекурмоярской.

Но вместе с тем нахождение в Зап. Европе остатков гиппопотама в верхнеплиоценовых отложениях показывает, что все же климат был значительно теплее современного.

Четвертичный период отличается чрезвычайно обширным оледенением, которое по площади превосходило даже верхнепалеозойское. В Европе (и именно восточной) ледниковый покров спускался по Днепру до 49° с. ш., в Америке по долине Миссиссиппи до 37,5°. В южном полушарии следы этого оледенения известны по всему протяжению Андов, начиная от экватора, затем в южной и тропической Африке, южной Австралии, в Тасмании, на южном острове Новой Зеландии, на Новой Гвинее. В Альпах, Карпатах, в горах южных полуостровов Европы, в Атласе, Малой Азии, на Кавказе, Тянь-шане, Алтае, Гималаях, Куенлуне имеются ясные следы ледниковой эпохи; там, где и сейчас имеются ледники, некогда они спускались гораздо ниже; где сейчас их нет, в ледниковое время они были. Кроме перечисленных районов оледенения, есть основание предполагать бывшее распространение ледников еще для многих мест восточной Азии.

Что касается причин, вызвавших оледенение, то по этому вопросу имеется масса гипотез, привлекающих к рассмотрению факторы астрономические, атмосферические, геоморфологические и т. д. На разборе всех этих гипотез мы не имеем возможности здесь останавливаться. При оценке их нужно прежде всего считаться с тем, что оледенения в четвертичное время, подобно тому как и в верхнепалеозойское, были многократными: так, в Альпах в четвертичное время было четыре оледенения, в северной России не менее двух, в Сев. Америке до шести и т. д.

Заключение. Резюмируя все изложенное выше насчет климатов геологического прошлого, мы можем сказать, что имеются четыре эпохи интенсивного оледенения, именно: 1) альгонкинская, 2) нижнекембрийская, 3) верхнекарбоновая и нижнепермская и 4) постплиоценовая. Это четыре больших климатических волны. Некоторые из этих волн, а может быть, и все они состоят, в свою очередь, из волн второго порядка. Какие причины влекли за собою наступление ледниковых эпох, это, повторяем, - проблема, доселе не разрешенная. Но одно любопытное обстоятельство все же выясняется. Если сопоставить эпохи интенсивного оледенения с эпохами интенсивного горообразования, то, оказывается, между ними существует известный параллелизм. Вслед за эпохами сильных тектонических движений наблюдается мощное развитие ледников, как это видно из следующей таблички:

Интенсивное горообразование .
альгонкий
верхний силур
верхний карбон
средний мел
плиоцен
Интенсивное оледенение .
альгонкий
нижний кембрий
верхний карбон и нижн. пермь
постплиоцен.

С другой стороны, эпохи тектонически спокойные как будто отличаются более или менее равномерным климатом и отсутствием оледенения, таковы: кембрий (кроме нижнего), средний и верхний девон, триас, юра.

Очевидно, образование обширных и мощных поднятий, при прочих благоприятных условиях (напр., при наличии влажных ветров и т. п.), способствует конденсации водяных паров и постепенному накоплению снега и льда. С течением времени, льды, накопляясь, выходят за пределы горных поднятий и покрывают обширные пространства. Напротив, опускания заставляют ледниковый покров сократиться.

Наличность одних только горных систем не влечет за собою наступления оледенения. Необходим целый ряд сопутствующих факторов, из коих важнейший - усиленное выпадение осадков в горной области. Увеличение же количества выпадающих осадков может, опять таки, быть результатом весьма разнообразных причин. Мы принимаем, что увеличение количества осадков есть следствие понижения температуры, которая, в свою очередь, зависит от колебаний в интенсивности солнечного лучеиспускания.