Страница 3 из 29
Позднепалеозойские ледниковые отложения Южной Африки были описаны в 1870 г., когда было введено понятие о тиллитах серии двайка и были найдены поверхности с валунной отмосткой, долины, заполненные ледниковыми осадками, и т. д. Местами установлены признаки перемыва тиллитов текучими водами. Благодаря детальным текстурно-фациальным исследованиям удалось выделить несколько самостоятельных ледниковых лопастей, причем некоторые из них двигались с юго-востока Южной Африки в Южную Америку (рис. 3). Эти ледниковые лопасти существовали примерно в одно и то же время.
Рис. 4. Папоротникообразные ископаемой гондванской флоры (по Э. Арберу)
Всего в Южной Африке в позднем палеозое обособлено четыре ледниковых цикла в интервале 345 — 270 млн. лет назад. Так же, как и в Южной Америке, максимум оледенения приходился на конец каменноугольного и Начало пермского периодов. Оледенение развивалось в полярных широтах на низменной суше, хотя местами есть признаки существования горных ледников.
На территории Индии в 1859 г. было описано позднепалеозойское оледенение талчир, следы которого представлены слабосортированными осадками, основными моренами, поверхностями с валунной отмосткой. Находки ископаемой флоры позволили выяснить, что талчирские ледниковые слои накапливались в конце каменноугольного и самом начале пермского периодов (285 — 270 млн. лет). Всего в Индии различают три главных цикла развития этого оледенения, причем общая обстановка примерно сходна с южноафриканской.
Позднепалеозойские ледниковые отложения были обнаружены и на большей части Австралии. Здесь найдены следы горного и покровного оледенений, которые указывают на тесную зависимость от ухудшения климата, обеднения состава флоры и фауны с середины каменноугольного периода. Горное оледенение, возможно, перестало самостоятельно существовать в связи с образованием крупного ледникового покрова в начале пермского периода (280 млн. лет назад) на юго-востоке Австралии, Этот покров удерживался на протяжении примерло 10 млн. лет, а впоследствии горные ледники местами сохранялись до казанского времени (250 — 245 млн. лет назад).
В Антарктиде позднепалеозойские ледниковые отложения были найдены в Трансантарктических горах и горах Элсуэрта. Предположительно развитие этого оледенения относят к тому же самому временному интервалу, что и в других частях Гондваны (конец каменноугольного и начало пермского периодов). Антарктида около 280 млн. лет назад, как и в настоящее время, находилась в полярных широтах. Следовательно, в истории этого континента оледенения неоднократно повторялись.
Уместно заметить, что данные по ледниковым отложениям и истории оледенения позднего палеозоя — отнюдь не единственный аргумент в пользу концепции дрейфа материков. Не менее важная информация получена благодаря применению палеомагнитного метода, сейсмических исследований и бурения океанических осадков. Достаточно хорошо изучено географическое положение отдельных материков за последние 200 млн. лет; на основании этого можно проследить черты сходства и различия ископаемых организмов, пути их распространения, возможные случаи изолированного развития и т. д.
Этап активизации оледенений на рубеже каменноугольного и пермского периодов совпал со значительными изменениями состава флоры и фауны. Если каменноугольный период характеризовался господством земноводных, то с перми началось распространение пресмыкающихся. Особенно хорошо изучены пермские пресмыкающиеся Южной Африки, включавшие целый ряд травоядных и хищных форм, которые обитали в условиях умеренно теплого климата. В то же время в Северной Америке и Европе животный мир был более разнообразен: помимо пресмыкающихся, там водились различные земноводные и рыбы. Природные условия этих материков, возможно, приближались к пустынным.
Позднекаменноугольное время, как известно, совпало с накоплением мощных залежей угля, что обусловливалось быстрым ростом биомассы. Климат тогда был довольно однообразным, без резких сезонных различий, о чем свидетельствует отсутствие годичных колец у деревьев. На рубеже каменноугольного и пермского периодов резко изменилась растительность. Под влиянием оледенения на материке Гондваны распространились формации папоротникообразных — флора Glossopteris (рис. 4), приспособившиеся к перигляциальным обстановкам и резко отличавшиеся от космополитических формаций других материков. Таким образом, именно оледенение Гондваны обострило температурные контрасты полярных и экваториальных широт и дифференциацию природных зон, что сыграло важную роль в развитии биосферы.
ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИЙ ЭТАП ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ
Кайнозойская эра, самая молодая в геологической истории Земли, охватывавшая последние 70 млн. лет, была связана с коренными преобразованиями природы. В позднем кайнозое не только в полярных, но и в умеренных широтах активизировались процессы оледенения. Во время максимального развития оледенения не менее одной трети поверхности нынешней суши (около 45 млн. км2) было сковано льдом и, кроме того, площадь морских льдов в два-три раза превышала современную.
Следы позднекайнозойских оледенений по сравнению с более древними оледенениями Земли яснее выражены в строении поверхности, что облегчает задачу их исследования. Недаром именно с позднекайнозойскими оледенениями тесно связана разработка учения о материковых оледенениях, которое часто называют ледниковой теорией.
Ледники привлекали внимание ученых очень давно. Еще в XVI в. исландский ученый Т. Вигалин отметил, что в Исландии со времени открытия ее в конце IX в. ледники испытывали весьма значительные колебания в краевых зонах и эти колебания, по всей вероятности, подчинялись более крупным планетарным изменениям климата. В конце XVIII — начале XIX в. в результате детальных наблюдений в предгорных районах Альп были установлены следы более обширного распространения ледников в прошлом. Находки крупных валунов в альпийских долинах и на равнинах Средней Европы навели на мысль, что эти камни могли быть принесены только льдом. Одним из первых мнение о ледниковом периоде высказал великий немецкий поэт И.-В. Гёте, который, как известно, увлекался естественными науками.
Дальнейшее развитие ледниковой теории связано с исследованиями Л. Агассиза в Швейцарии в 30-х годах прошлого века. Опираясь на наблюдения И. Венеца, И. Шарпантье и других естествоиспытателей, ученый писал о материковом оледенении, распространявшемся на обширных пространствах Европы. Термин «ледниковая эпоха» был тогда же предложен швейцарским геологом X. Шимпером. Против этой концепции выступил известный естествоиспытатель Ч. Лайель, который склонялся к признанию переноса валунов плавучими льдами. Дрифтовая гипотеза Лайеля в середине XIX в. находила немало сторонников.
Рис. 5. Зарисовка обнажения морены у г. Хяменлинна в Финляндии (из книги П. А. Кропоткина «Исследования о ледниковом периоде», 1876)
а — ледниковый щебень; b — гранитные бугры
В изучение древнего оледенения на востоке Европы деятельно включились русские ученые. В 1856 г. московский геолог Г. Е. Щуровский опубликовал карту материкового оледенения России, ставшую прообразом нынешних палеогеографических карт. В поддержку ледниковой теории в 1871 г. определенно высказался петербургский геолог Ф. Б. Шмидт. В середине 70-х годов П. А. Кропоткин в России, О. Торелль в Швеции и А. Гейки в Великобритании почти одновременно опубликовали работы о материковом оледенении, основанные на детальных полевых наблюдениях. Среди них бесспорно наиболее значительными были «Исследования о ледниковом периоде» (1876 г.) П. А. Кропоткина. Книга отличалась глубоким Обоснованием ледниковой теории и комплексной палеогеографической трактовкой древних оледенений и их отложений (рис. 5). Благодаря этому дрифтовой гипотезе был нанесен сокрушительный удар.