Образец типовой учебной программы от 23

Причины оледенений. Существование крупных и неоднократных оледенений в истории геологического развития Земли в настоящее время ни у кого не вызывает сомнения и они подтверждаются многочисленными фактами.
Существующие гипотезы о причинах оледенений можно разделить на две группы: 1) гипотезы, объясняющие возникновение оледенений космическими причинами; 2) гипотезы, рассматривающие оледенения как результат воздействия земных факторов связанных с общим ходом истории развития земной коры.
Сторонниками космогенических гипотез возникновения оледенений большое значение придается периодическому изменению солнечной радиации. Так, по данным Р.Ф. Флинта (1963), существуют периоды изменений (11-летние и более длительные), вызывающие ледниковые и неледниковые условия. Высокая солнечная активность расширяет систему антициклональных полярных ветров, а вместе с ней и ледники. слабая солнечная активность, наоборот, сокращает систему антициклонных полярных ветров.
Некоторые исследователи (Кеппен, Миланкович и др.) склонны считать, что изменения климата, распределения тепла на земной поверхности зависят от периодического и комбинированного изменения земной орбиты. К ним относятся: 1) наклон эклиптики – угол между осью Земли и плоскостью ее орбиты. Пределы колебаний угла наклона составляют от 21°51' до 24°36', а период изменений — около 40000 лет; 2) величина эксцентриситета земной орбиты – расстояние между центром эллипса (орбиты) и его фокусом, в котором находится Солнце. Регулярное изменение этой величины происходит в период 90800 лет; 3) периодическое смещение перигелия (греч. περι – около, λιος – Солнце) и, следовательно, изменение расстояния Земли от Солнца. Сезон, совпадающий с перигелием, когда Земля ближе всего к Солнцу, будет коротким и теплым, а сезон, совпадающий с афелием (греч. αηο – вдали), когда Земля наиболее удалена от Солнца – более продолжительным и холодным. Сезон, на который в данном полушарии приходится перигелий или афелий, изменяется. Период изменения равен примерно 21000 лет. Были математически вычислены результаты каждого из указанных изменений элементов земной орбиты для количества тепла, получаемого летом на том или ином пункте земной поверхности. Сочетание малых наклонов эклиптики с большим эксцентриситетом и положением того или иного полушария в афелии, по мнению авторов этой гипотезы, должно вызывать похолодание и являться наиболее благоприятным для возникновения оледенений.
Сторонники второй группы гипотез причину похолодания климата видят в изменении состава земной атмосферы, в частности в изменении содержания CO2. Так как атмосферный углекислый газ способен задерживать отраженные тепловые лучи, является мощным термозилятором. Изменение содержания СО2 влечет за собой похолодание или потепление. По С. Аррениусу, одним из источников поступления в атмосферу CO2 являются вулканы, и, следовательно, периодам интенсивной вулканической деятельности должен соответствовать мягкий субтропический климат. Обилие растительности и ослабление вулканической деятельности будут способствовать постепенному уменьшению содержания CO2 в атмосфере, понижению температуры, что может привести к оледенению.
Наибольшего внимания заслуживает гипотеза, в основу которой положена идея о влиянии на климат рельефа – возникновение горных сооружений, общие поднятия, увеличение площади материков и уменьшение – океанов (Брукс). В настоящее время средняя высота суши оценивается величиной 875 м над уровнем океана, в то время как в начале неогена она предполагается равной 300 м. Таким образом, средняя высота суши за неоген-четвертичное время (новейший этап геологического развития) увеличилась на 500 м. В тот же новейший этап проявились интенсивные тектонические горообразовательные движения (альпийские), в результате которых были созданы огромные горные сооружения, поднявшиеся на тысячи метров, такие как Альпы, Кавказ, Памир, Гималаи, Кордильеры, Анды и ряд других, резко изменившие существовавшие ранее соотношения суши и моря. Эти события, преобразовавшие лик Земли, вызвали перераспределение циркуляции влажных ветров, а возможно и океанических течений (предполагается частичное отклонение Гольфстрима), что оказывало соответствующее влияние на изменение климата. Известно, что на каждые 100 м увеличения высоты температура понижается на 0,6°С. Следовательно, повышение средней высоты суши на 500 м за новейший этап должно было вызвать охлаждение земной поверхности на 3°С. В пределах же молодых высоких горных сооружений температура должна была понизиться значительно больше и могли создаться благоприятные условия для накопления масс снега и льда. Появление ледников в горах влияло в последующем на охлаждение в других районах.
Связь оледенений с тектоническими движениями, изменяющими рельеф и соотношение площадей материков и океанов, может быть установлена не только для четвертичного, но и для более древних великих оледенений — верхнекаменноугольного и вендского. Каждое из них совпадает со временем интенсивных тектонических движений, процессов складчатости, горообразования, отступания морских бассейнов и значительного увеличения площади суши. Так, вендское оледенение связано с байкальской эпохой складчатости, верхнекаменноугольное — с герцинской. С этим же временем связаны и переломные моменты в развитии органической жизни — смена состава фауны и флоры. Такое совпадение, очевидно, не может быть случайным, а представляет собой явление закономерное.
Таким образом, общее направленное охлаждение климата поверхности Земли и возникновение ледников может быть объяснено значительным изменением рельефа и увеличением размеров суши, связанных с тектоническими движениями земной коры. Однако этим трудно объяснить периодичность и множественность оледенений плейстоцена. Возможно, что это связано с космическими факторами.
В заключение следует отметить, что существующие гипотезы рассматривают различные факторы, влияющие в той или иной степени на изменение климата, но не дают исчерпывающего ответа на причины и множественность оледенений. Вполне вероятно, что похолодания были обусловлены вулканической деятельностью, уменьшавшей за счет выброса колоссального количества пепла програчность атмосферы, и сокращавшей солнечную радиацию. Бурение многослойных ледовых панцирей Гренландии и Антарктиды показало, что наиболее низкие температуры отмечаются в тех слоях, где были выявлены самые мощные отложения вулканического пепла.
В современную эпоху все возрастающую роль в изменении климата Земли играет деятельность человека. Сжигание топлива, выброс в атмосферу газов и мелких частиц примышленными предприятиями приводит, с одной стороны к изменению газового состава воздушной оболочки Земли, а с другой – к увеличению содержания пыли в атмосфере. Увеличение содержания углекислоты в атмосфере не за счет «парникового эффекта» может привести к существенному потеплению климата и растоплению ледникового покрова Земли. Загрязнение атмосферы пылью, наоборот, снижает поступление солнечного тепла. Как считают климатологи, достаточно на 1% уменьшить освещенность Земли, чтобы вызвать на планете резкое похолодание или крупномасштабное оледенение. Отсюда становится понятным, насколько важно соблюдение рационального режима и поддержание установившегося природного равновесия в тепловом балансе планеты.