В позднем палеозое наряду с областями теплого тропического климата существовали и полярные зоны. Широкое развитие материковых ледников в позднем палеозое (средний, поздний карбон) достоверно установлено на юге Африки, в Австралии, Индии, Южной Америки, Антарктиде. Причем по характерным штрихам, бороздам, царапинам, которые оставляют ледники на горных породах при своем движении, по особенностям расположения моренных отложений можно восстановить направление движения позднепалеозойских ледников. Считают, что существовало несколько центров оледенения, где зарождались ледники и откуда они начинали свое движение.
В некоторых случаях создается впечатление, будто центры оледенения находились вне современных материков. Так в Южной Африке, в районе города Дурбан, льды двигались со стороны современного Индийского океана. Это говорит в пользу существования единого суперконтинента Гондваны в позднем палеозое. В этом случае центр оледенения мог быть расположен в прилегавшей непосредственно к югу Африки Антарктиде. Правда, имеются иные суждения. Французский геолог Фурмарье считает, например, что гипотетический центр оледенения, откуда надвигались ледники на район города Дурбан, отделен в настоящее время от Африки глубинным разломом и скрыт под водами Индийского океана.
Оледенение позднего палеозоя было грандиозным. Судя по мощности накопленных морен (до 300-600 метров), можно предположить, что центральные области Гондваны в карбоне были покрыты ледяным панцирем, толщина которого могла достигать 5-6 км. Периодически ледники частично таяли. В толщах хаотических моренных отложений появляются в такие периоды прослои ленточных глин. Причины позднепалеозойского оледенения многие ученые видят в ином расположении полюсов (южный полюс, например, располагался на юге Африки), в иной циркуляции воздушных масс и в относительно высоком гипсометрическом положении Гондваны над уровнем моря (известно, что чем выше мы поднимаемся, тем становится холоднее; в среднем на 1000 метров подъема температура понижается на 3-5°С).
В основном тропики тогда проходили вдоль северных и северо-восточных берегов субширотного океана Тетис, охватывая современные районы Европы, частично Средней Азии, запада Северной Америки, севера Африки, севера и запада Южной Америки. Точками на рисунке показаны области оледенения. Они располагались в центре Гондваны. Площадь позднепалеозойского оледенения была необычайно велика. Это породило сомнение в возможности существования таких грандиозных ледников. Некоторые ученые считают даже, что на Земле не хватило бы воды для формирования столь огромных ледниковых масс. Существование ледников ими не отвергается, но предполагается, что размеры их были значительно скромнее. Несомненно одно: в позднем палеозое существовала четко выраженная климатическая зональность. Области полярного климата сменялись умеренным климатическим поясом, который в свою очередь переходил в тропический пояс.
На Камчатке на небольшом по площади участке долины одноименной реки находится гигантское кладбище мамонтов. Бивни, черепа, отдельные части и целые скелеты почти сплошной полосой обнажаются в обрыве реки и, размываемые водой, разносятся вниз по течению. Сотни гигантских северных слонов нашли здесь свою смерть. За пределами этого центрального участка долины Камчатки кости мамонта встречаются редко. Массовая гибель здесь травоядных гигантов была вызвана быстро наступившим похолоданием. Долину Камчатки со всех сторон окружают цепи вулканов и горных кряжей. Похолодание сначала привело к образованию ледников в горах. Постепенно площадь оледенения расширялась, а сами ледники, спускаясь в межгорную долину все ниже и ниже, в конце концов замкнули ее со всех сторон ледовым барьером. Остался маленький клочок земли в долине реки, не захваченный льдом. Сюда и перебрались мамонты со всей Камчатской долины. Несмотря на то, что ледники так и не покрыли этот небольшой кусочек земли, животные уже не могли выжить. Беда была не только в том, что для такого огромного стада площадь пастбищ оказалась недостаточной. Причиной катастрофы стали близлежащие ледники, резко понизившие температуру местности.
Кладбище мамонтов на Камчатке не единственный пример катастрофического влияния изменения климата на растительность и животный мир в эпохи великих оледенений.
Сейчас крупные ледники существуют лишь на высоких хребтах да в приполярных областях. Так, на Антарктическом материке мощность ледникового покрова достигает 4500 м, в Гренландии - 3300 м. Мощность языков крупных ледников Кавказа - 100 м, Тянь-Шаня и Памира - 560-600 м, ледника Федченко - около 1000 м.
Ледниковый покров 10000-20000 лет назад занимал огромные пространства нашей планеты. Большая часть Европы и Северной Америки была покрыта льдом. Спускаясь со Скандинавских гор, ледник достигал Волгограда и Киева, закрывал территорию Польши и Англии (рис. 6).
Оледенение в четвертичном периоде не было единым крупным похолоданием, а состояло из ряда ледниковых и межледниковых эпох, каждая из которых в свою очередь разбивалась на несколько стадий. На рисунке показано, как отступал (деградировал) ледниковый покров Валдайского оледенения на Русской равнине. Мы видим, что постепенное уменьшение площади ледникового панциря сопровождалось временами его ростом. Очевидно, что это в свою очередь явилось следствием колебаний температуры с периодичностью около 1000 лет.
Однако известны и еще более кратковременные колебания среднегодовой температуры на поверхности Земли. Так, с начала нашего века стала заметно теплеть Арктика. Это выразилось, в частности, в уменьшении ледовитости океана, в удлинении срока навигации и т.д. Но с 1940 г. вновь началось похолодание, продолжающееся до настоящего времени.
Можем ли мы отнести эпохи оледенения нашей планеты к числу катастрофических явлений? Безусловно, да. В масштабе геологического времени они наступали почти мгновенно.
Двигавшиеся с севера льды вызвали гигантское перемещение пародов с севера на юг, а также коренное изменение образа их жизни. Перемена климата явилась одним из важнейших факторов, с одной стороны, быстрого развития, с другой - вымирания отдельных племен. Достаточно сказать, что пригодная для обитания человека площадь земного шара была на 30 млн. км 2 меньше, чем в настоящее время.
Чем же были вызваны такие резкие похолодания на нашей планете, и можно ли ожидать новой вспышки холода в будущем?
Установлено, что резкое похолодание, усилившееся на севере нашей планеты около миллиона лет назад, т.е. в начале четвертичного периода, было не единственным в истории Земли. В Африке, Южной Америке, Индии и Австралии обнаружены ледниковые отложения в осадках, образовавшихся 300 млн. лет назад (в каменноугольный период). Известны и еще более древние следы ледниковой деятельности - рифейское оледенение 600-700 млн. лет назад. Самые же древние ледниковые образования имеют возраст свыше миллиарда лет.
Замечено, что все великие оледенения нашей планеты совпадали с крупнейшими горообразовательными эпохами, когда рельеф земной поверхности был наиболее контрастным. Площадь морей уменьшилась. В этих условиях колебания климата становились более резкими.
Анализируя растительные сообщества, существовавшие на нашей планете в последние 30-50 млн. лет, ученые заметили, что климат на нашей планете постепенно ухудшался - происходило медленное похолодание. Его связывают с усиливавшимся горообразованием, и в первую очередь с увеличением абсолютной высоты рельефа на Антарктическом материке. Горы высотой до 2000 м, возникшие в Антарктиде, т.е. непосредственно на Южном полюсе Земли, стали первым очагом образования покровных ледников, Сейчас установлено, что оледенение Антарктиды началось более 30 млн. лет назад. Возникновение ледника в Антарктиде сильно увеличило отражательную способность на этом материке, что в свою очередь привело к понижению температуры. Постепенно ледник Антарктиды рос как по площади, так и в толщину, и его влияние на тепловой режим Земли все увеличивалось. Температура льда медленно снижалась. Антарктический материк стал огромнейшим аккумулятором холода на нашей планете. Благодаря морским течениям и атмосферной циркуляции холод с Антарктического материка распространялся по всей планете и похолодание на Земле постепенно усиливалось.
Горообразовательные процессы, приведшие, в частности, к росту гор в Антарктиде, являются необходимым, но еще не достаточным условием возникновения оледенения. Средние высоты гор в настоящее время не ниже, а, может быть, даже выше тех, какие были во время оледенения, происходившего в начале четвертичного периода, однако сейчас площадь ледников относительно невелика. Очевидно, необходима какая-то дополнительная причина, непосредственно вызывающая резкое похолодание.
По этому поводу существует много гипотез. Прежде чем остановиться на некоторых из них, следует подчеркнуть, что для возникновения крупного оледенения планеты не требуется сколько-нибудь значительного понижения температуры. Расчеты показывают, что общее среднегодовое понижение температуры на Земле на 2-4° С вызовет спонтанное развитие ледников, которые в свою очередь понизят температуру на Земле. В результате ледниковый панцирь покроет значительную часть площади Земли.
От чего же зависит понижение средней температуры Земли?
Высказывались предположения, что причина заключается в изменении количества тепла, получаемого от Солнца. Выше говорилось об 11-летней периодичности солнечного излучения. Возможно, существуют и более длительные периоды. В этом случае похолодания могут быть связаны с минимумами солнечного излучения. Повышенно или понижение температуры на Земле происходит и при неизменном количестве энергии, поступающей от Солнца, а также определяется составом атмосферы.
В 1909 г. С. Аррениус впервые подчеркнул огромную роль углекислого газа как регулятора температуры приповерхностных слоев воздуха. Углекислота свободно пропускает солнечные лучи к земной поверхности, но поглощает большую часть теплового излучения Земли. Она является колоссальным экраном, препятствующим охлаждению нашей планеты. Сейчас содержание в атмосфере углекислого газа не превышает 0,03%. Если эта цифра уменьшится вдвое, то средние годовые температуры в умеренных поясах снизятся на 4-5° С, что может привести к началу ледникового периода.
Изучение современной и древней вулканической деятельности позволило вулканологу И.В. Мелекесцеву связать похолодание и вызывающее его оледенение с увеличением интенсивности вулканизма. Хорошо известно, что вулканизм заметно влияет на земную атмосферу, изменяя ее газовый состав, температуру, а также загрязняя ее мелкораздробленным материалом вулканического пепла. Огромные массы пепла, измеряемые миллиардами тонн, выбрасываются вулканами в верхние слои атмосферы, а затем разносятся струйными течениями по всему земному шару. Через несколько суток после извержения в 1956 г. вулкана Безымянного его пепел был обнаружен в верхних слоях тропосферы над Лондоном. Пепловый материал, выброшенный во время извержения в 1963 г. вулкана Агунг на острове Бали (Индонезия), был найден на высоте около 20 км над Северной Америкой и Австралией. Загрязнение атмосферы вулканическим пеплом вызывает значительное уменьшение ее прозрачности и, следовательно, ослабление солнечной радиации на 10- 20% против нормы. Кроме того, частицы пепла служат ядрами конденсации, способствуя большому развитию облачности. Повышение облачности в свою очередь заметно уменьшает количество солнечной радиации. По расчетам Брукса, увеличение облачности с 50 (характерно для настоящего времени) до 60% привело бы к понижению среднегодовой температуры на земном шаре на 2° С.
Изучая современные ледники в горах и на материках, установив особенности их строения, механизм передвижения, разрушительную и аккумулятивную работу, можно выявить наличие оледенений в геологической истории Земли, использовав знаменитое выражение Ч. Ляйеля: «Настоящее - ключ к прошлому».
18-20 тыс. лет назад облик поверхности Земли в Северном полушарии был совсем иным, чем в наши дни. Огромные пространства Северной Америки, Европы, Гренландии, Северного Ледовитого океана были заняты гигантскими ледяными покровами с максимальной мощностью в их центре до 3 км, а общий объем льда превышал 100 млн км" 1 . Это было последнее крупное оледенение, продвинувшееся на Русской равнине почти до широты Москвы, а в Северной Америке - южнее Великих озер. С тех пор ледники стали отступать, и сейчас лед последнего оледенения сохранился только в Гренландии и на ряде островов Канадской Арктики. В последние 10 тыс. лет, называемые голоценом, окончательный распад ледниковых шапок и их быстрое таяние произошли около 8 тыс. лет назад, когда климат был теплее современного. Этот период соответствовал «климатическому оптимуму». Где-то между 8 тыс. и 5 тыс. лет назад климат стал еще теплее, а в Африке более влажным. Но между 5 тыс. и 3500 годами назад произошло сильное похолодание и местами возникли новые ледники, что позволило выделить даже «малый ледниковый период». Именно к нему относятся ныне существующие ледники на Кавказе, в Альпах, на Памире, в Скалистых горах Северной Америки и др.
Все эти события произошли с момента окончания максимального продвижения ледников за последние 18 тыс. лет. Но в четвертичном периоде, начиная примерно с 2 млн лет тому назад, достоверно выделяется не менее четырех ледниковых, или криогенных, эпох, следы которых обнаружены в Евразии и Северной Америке. В начале XX в. немецкими геологами А. ПенкомиЭ. Брюкнером в Альпах были обоснованы четыре крупных оледенения: гюнц (поздний плиоцен), миндель (ранний плейстоцен), рисс (средний плейстоцен) и вюрм (поздний плейстоцен) с двумя стадиями наступания ледников либо с двумя самостоятельными оледенениями. Впоследствии, когда выделялись следы древних оледенений в других местах, им хотя и давали местные названия, но всегда сопоставляли их с Альпами. Трудами многих российских геологов на Русской равнине установлены следы не менее четырех оледенений, в самом общем виде сопоставимых с альпийскими. Такая же картина и в Северной Америке. Изучение керна океанских осадков и льда из Антарктического покрова на предмет соотношения содержания легкого - |й О и тяжелого - 18 0 изотопов кислорода, как показателя изменений климата и температуры воды в океанах, позволило выделить те же самые холодные климатические интервалы в тех же самых возрастных границах, что и в Альпах или на Русской равнине. Тем самым были доказаны глобальность климатических изменений за четвертичный период и примерная синхронность оледенений в Северной Америке и Евразии. Однако океанская стратиграфия, т. е. изучение слоев океанских отложений, дает сейчас более точные данные, отличающиеся от классических континентальных, в которые пытаются «втиснуть» ставшие уже привычными представления.
На Русской равнине максимальное продвижение ледников устанавливается в раннюю стадию (днепровскую) среднечетвертичного оледенения или в донскую, языки которого спускались по долине Днепра до Днепропетровска, а по долине Дона южнее Воронежа. Вторая (московская) стадия оледенения среднего плейстоцена достигала районов южнее Минска и Москвы. Все остальные оледенения имели конечно-моренные гряды севернее (рис. 12.17). Установлены границы оледенений в Западной и Восточной Сибири, где, конечно же, лучше выражены следы последнего оледенения в виде протяженных извилистых конечно-моренных гряд и валов. Огромное количество льда отбирало воду из океана, уровень которого в позднем плейстоцене понизился от 100 до 140 м. Наличие гигантских ледяных покровов в Панарктическом регионе некоторые геологи ставят под сомнение, что заставляет искать новые фактические данные, подтверждающие либо опровергающие классическую схему.
Рис. 12.17. Схема границ распространения московского оледенения (по И. Н. Чукленковой). 1-8 - варианты проведения границ (конечно-моренных гряд), по данным разных авторов. 9 - граница распространения валдайского оледенения
Ледниковые покровы последнего оледенения вместе с Панарктическим ледником, по мнению М. Г. Гроссвальда, создали непреодолимое препятствие для рек, текущих в северном направлении, например для Северной Двины, Мезени, Печоры, Иртыша, Оби, Енисея и др. (рис. 12.18). Вследствие этого перед фронтом покровного ледника возникли огромные под- прудные приледниковые озера, которые искали пути для стока в южном направлении (рис. 12.19). И такие пути в виде хорошо сохранившегося грядово-ложбинного рельефа, ориентированного в субширотном направлении, были найдены во многих местах Западной Сибири, Приаралья и
Северного Прикаспия. Временами происходили катастрофические прорывы этих приледниковых озер, а также, возможно, озер из-под ледниковых покровов «теплого» типа. Широкие, плоскодонные ложбины стока, например в древней реке на месте современных Манычских озер в Предкавказье, пропускали до 1000 км 3 в год воды. Этот расход сильно менялся по сезонам. Когда ледниковые покровы начали таять и отступать, многие ложбины стока талых ледниковых вод были унаследованы речными системами. Следует подчеркнуть тесную связь формирования, наступания и таяния ледниковых покровов с колебаниями уровня океана, который очень чутко реагировал на «отбор» и поступление в него воды за счет роста или таяния ледников.
Рис. 12.18. Максимальное распространение ледникового покрова 20 тыс. лет назад (ранневалдайское оледенение). Стрелками показано движение льда. Точки - прилед- никовые озера (по М. Г. Гроссвальду)
Современные расчеты, произведенные И. Д. Даниловым, показывают, что в конце позднего плейстоцена, во время последнего максимального оледенения, площадь, занятая льдом в Северном полушарии, не превышала 6 млн км 2 , а объем льда - 7-8 млн км 3 , в то время как подземное оледенение (вечная мерзлота) охватывало площадь до 45 млн км 2 при объеме более 1 млн км 3 льда. В обоих полушариях
Рис. 12.19. Конечно-моренные пояса, направления движения льда и ледниково-
подпрудные озера европейской части СССР в эпоху последнего оледенения (по X. Арсланову, А. Лаврову и Л. Потапенко). Ясно видно, что лед поступал со стороны Баренцева и Карского морей: 1 - границы оледенения, максимальная из стадий отступания; 2 - направления движения льда; 3 - подпрудные озера; 4 - каналы сброса талых вод (спиллвеи); 5 - пункты радиоуглеродного датирования ледниковых (а) и озерных (б) отложений. Цифрами показаны древнеозерные уровни
объем плавучих льдов составлял 45-50 млн км 3 . Вполне естественно, что Великие четвертичные оледенения, какими бы они ни были по своим размерам, оставили намного больше следов, чем более древние. Тем не менее в истории Земли установлено несколько довольно продолжительных эпох, во время которых отмечались похолодание и развитие ледников (рис. 12.20). Признаки, по которым реконструировались ледники, близки между собой. Это развитие тиллитов (древних уплотненных и метаморфизованных морен), тиллоидов (образований, напоминающих морены), эрратических валунов с типичной ледниковой
|
млрд лет ЯРЧН |
- К? - |
Рис. 12.20. Основные криогенные (ледниковые) эпохи в истории Земли (черные)
Следы наиболее древнего оледенения зафиксированы в отложениях раннего протерозоя в Канаде, на Балтийском щите (2,5-2 млрд лет), причем обращает на себя внимание длительность интервала 400 млн лет, в пределах которого обнаруживаются предположительно ледниковые отложения. Более молодая ледниковая эпоха фиксируется в слоях позднего рифея и венда (0,9-0,63 млрд лет) на Русской плите, в Канаде, США, Шотландии и Норвегии, на Северном Урале и в других регионах. Трудно выделить области распространения ледников и реконструировать их морфологию и объем.
В раннем палеозое (ордовик-силур ) в интервале 0,46-0,42 млрд лет установлены следы оледенения в Западной Африке, в Сахаре, возмож-
штриховкой, бараньих лбов и курчавых скал, ленточных глин и других явно ледниковых или водно-ледниковых (флювиогляциальных) отложений.но, в Аргентине, Бразилии, Юго-Западной Африке, Западной Европе, Северной Америке.
Отложения явно ледникового генезиса относятся к временному интервалу 0,35-0,23 млрд лет, что отвечает каменноугольному и пермскому времени позднего палеозоя. Это было время существования огромного суперматерика Пангеи II, когда Южная и Северная Америки, Африка и Евразия, Антарктида, Австралия и Индостан были спаяны вместе, а между Евразией и Гондваной (южные материки) существовал океан Тетис. Области распространения ледников в это время не нуждаются в комментариях. По-видимому, существовал в высоких широтах крупный ледниковый покров или ряд покровов, радиально растекавшихся от центра. Великое позднепалеозойское оледенение достаточно хорошо изучено и документировано.
И, наконец, кайнозойский криогенный период (38 млн лет - ныне), длящийся намного больше, чем хорошо изученные Великие четвертичные оледенения. Начало этого периода относится к интервалу 38-25 млн лет назад, т. е. к позднему олигоцену, когда возникли первые ледники в Антарктиде, прежде всего в Трансантарктических горах и горах Гамбурцева. Всеобщий ледниковый покров сформировался в раннем миоцене (25-20 млн лет назад). В среднем миоцене (15 млн лет назад), по-видимому, сформировался Гренландский ледник, а общее похолодание и резкое ухудшение климатической обстановки четко фиксируются с рубежа 700 тыс. лет. Возможно, этим временем определяется начало четвертичного ледникового периода, а его последним крупным событием было оледенение, начавшееся около 25 тыс. лет назад и последний раз достигшее максимума 18 тыс. лет назад, после чего началась быстрая деградация ледникового покрова, отступавшего со скоростью до 5 км в год.
Оледенению подвергались горные участки Южной Америки, Африки и Австралии. Снеговая линия в то время проходила в этих участках на несколько сотен метров ниже современной, а местами ледники спускались почти к морю (Новая Зеландия).
В Южной Америке оледенение охватило Анды, в Африке ледники отмечены в горах Атласа, а в экваториальной части они спускались со склонов вулканов Кения и Килиманджаро на 270 м ниже, чем теперь. В Австралийских Андах ледники отсутствуют, а во время оледенения они опускались до 1000 м над уровнем моря.
Климат Южного полушария по сравнению с Северным был более влажным и мягким.
ВНЕЛЕДНИКОВЫЕ ТЕРРИТОРИИ
Даже во время максимального оледенения более 2/3 поверхности материков было лишено ледяного покрова. Эта обширная внеледниковая территория Земли, располагавшаяся в пределах современных умеренного, субтропического, тропического и экваториального поясов, испытывала влияние глобальных изменений климата, вызванных сменой ледниковых и межледниковых эпох. Наиболее сильно это влияние сказывалось в перигляциальной зоне - области, расположенной к югу от края ледового покрова. Здесь во время оледенения формировались лёссы и лёссовидные породы, а в межледниковые эпохи - погребенные почвы. В долинах рек накапливался аллювий различного возраста, во- дообильность рек претерпевала сильные изменения в ледниковые и межледниковые эпохи. Чередование этих эпох вызывало смещение ландшафтных зон то к югу, то к северу на сотни километров.
Южнее, в области современных субтропиков, последовательно сменились влажный (плювиальный) и сухой (аридный или межплювиаль- ный) климаты. В ледниковые эпохи (плювиалы) границы климатических зон смещались к югу, в межледниковье (ариды) климат и положение границ климатических гон было близки к современному. В эпохи оледенения область субтропического климата испытывала изменения различного характера (климатические, геологические, гидрографические и др.) и превращалась в плювиальный пояс, который не имел ничего общего с современными субтропиками. Четвертичная история плювиального пояса Северного полушария достаточно хорошо изучена в Евразии, Северной Америке и Северной Африке. Особенно широко в пределах плювиального пояса были распространены озера, некоторые из них сохранились до наших дней. В течение четвертичного периода происходили большие изменения размеров этих озер, характера осадконакопления в них и состава пород. Изменением подвергались генетические типы четвертичных отложений, размещение их по площади, процессы выветривания, денудации и т. д.
В субтропическом поясе Евразии, как и в Северной Америке, известны многочисленные древние озера, сохранились контуры их прежних границ и следы древних водотоков. К древним озерам относятся Мертвое море-озеро на Ближнем Востоке, поверхность воды которого в настоящее время на 400 м ниже уровня океана. В плювиальные эпохи плейстоцена уровень Мертвого моря дважды достигал уровня океана, что было вызвано увеличением влажности и уменьшением испаряемости из-за понижения средней температуры.
Большой интерес представляет хорошо восстановленная плейстоценовая история самого крупного в мире бессточного озера - Каспийского моря, южная часть которого находится в субтропическом поясе. В плейстоцене Каспийское море пспытато значительные трансгрессии и регрессии. В период наиболее крупных трансгрессий площадь Каспийского моря расширялась почти вдвое, а его уровень повышался почти на 100 м. В плейстоцене Каспийское море представляло собой гигантское изолированное озеро, на которое не влияли изменения уровня Мирового океана и Черного моря. Колебания его уровня были связаны с изменениями водного баланса: увеличение притока вод с суши за счет таяния покровного ледника Европы и горных ледников Кавказа и уменьшение испарения с поверхности Каспия приводили к трансгрессиям, а снижение притока вод и увеличение испарения - к регрессиям. В позднем плейстоцене во время валдайского оледенения в Каспий поступало мало воды за счет таяния ледника и трансгрессии были связаны в основном с уменьшением испарения с поверхности озера- моря. Вообще, не ледниковый сток, а испарение оказывало существенное влияние на изменение уровня не только Каспийского моря, но ц всех других плювиальных озер Евразии и Северной Америки.
Масса бессточных озер плювиального происхождения находится з субтропиках Центральной Азии - в Средней Азии, Монголии, в Китае. По площади они уступают Великим озерам Северной Америк!", но все-таки очень крупны и имеют одинаковое происхождение. В Центральной Азии эти огромные вместилища воды расположены на различных уровнях, часто на значительных высотах (в Монгольском Алтае). Самую низкую отметку в 759 м имеет крупнейшее озеро Монголии Убсу-Нур площадью 3350 км2, а горное озеро Северной Азин Иссык- Куль расположено на высоте 1608 м.
Плювиальные и аридные эпохи прослежены в Северной Африке, находящейся в субтропическом поясе. Они установлены в Марокко о горах Высокого и Малого Атласа, на плато и в предгорных равнинах на огромном интервале высот от 100 до 3100 м над уровнем моря. Отмечены пять плювиальных эпох, совпадавших с увлажнениями климата. Плювиальное происхождение имеет оз. Чад. Во время валдайского оледенения уровень этого озера поднимался на 120 м и поверхность увеличивалась в 16 раз, от 20 000 км2 (площадь современного оз. Чад) до 330 000 км2 (три четверти Каспия). Северная часть обширной котловины Коро-Торо, в которой расположено оз. Чад, в настоящее время высохла.
В Африке, как и во всем экваториальном поясе земного шара, современные ледники могут существовать лишь на вершинах самых высоких горных сооружений. Здесь только три горных массива, поднимающихся выше 5000 м, несут на себе современные ледники и имеют следы более обширного оледенения в прошлом.
Это плейстоцен-голоценовые вулканические сооружения Килиманджаро (5895 м) и Кении (5199 м) на восточном крыле Восточно-Африканской рифтовой зоны и горный массив Рувензори с пиком Маргарита (5109 м) - горстовое поднятие при пересечении грабенов Эдуарда-Джорджа и Альберта, сложенное докембрийскими гнейсами.
Все три названных горных массива расположены близ экватора недалеко друг от друга. Поэтому климатические условия существования ледников на них сходны.
Общей чертой климата является разделение года на два влажных и два сухих периода при незначительных колебаниях в течение года температурных условий.
Сухие периоды приходятся на январь - февраль и июль - октябрь, а влажные - на март - июнь и ноябрь - декабрь.
Влажные периоды с преобладанием облачной погоды являются периодами преимущественной аккумуляции снега в ледниковой зоне, а сухие, с малой облачностью, - периодами преимущественной абляции льда. Это находит отражение в стратиграфии фирновой толщи.
Так, в фирновой области ледника Льюис (Кения) в скважинах и в 20-метровой трещине было прослежено слоистое строение фирна за ряд лет. Каждая пачка слоев состояла из слоев плотного фирна с ледяными прослойками и разделяющих их слоев грязного льда. Каждый слой грязного льда отвечает периоду абляции, а чистого - периоду аккумуляции. Аналогичное чередование чистого и загрязненного льда отмечено также в разрезе фирновой толщи на леднике Елены (Рувензори).
Основную массу осадков, питающих ледники, приносит юго-восточный пассат с акватории Индийского океана. Юго-западные ветры, приносящие влагу с Атлантического океана, имеют меньшее значение. Главным фактором абляции ледников является солнечная радиация. На ее долю приходится около 90%, а на турбулентный теплообмен - только 10% от общего расхода энергии на таяние и испарение льда. В связи с этим изменение облачности и затенение склонами играют большую роль в абляции ледников, чем колебания температурных условий.
Современная снеговая линия выше всего поднимается на Килиманджаро - до 4800 - 5200 м, на Кении она проходит на высоте 4680-4750 м, а на Рувензори - на 4570 - 4750 м. Разница в высоте снеговой линии связана, по-видимому, с меньшей облачностью и меньшим количеством осадков в ледниковой зоне на Килиманджаро по сравнению с Кенией и Рувензори.
По наблюдениям на Рувензори, максимум осадков выпадает ниже снеговой линии, на высоте 3300 м, где достигает 2300 мм в год. На уровне снеговой линии выпадает около 2000 мм, а на высоте 5000 м годовое количество осадков снижается до 1150 мм. На Килиманджаро осадков выпадает меньше, чем на Рувензори, и с высотой их количество уменьшается более стремительно. По наблюдениям за 5 лет (1945-1949 гг.), среднее годовое количество осадков уменьшалось с 1800 мм на высоте 2850 м до 180 мм на высоте 4300 м и до 70 мм - на 5800 м.
Таким образом, фирновые области ледников получают очень скудное питание, которое не компенсирует убыли снега и льда за счет таяния и испарения. Вещественный баланс ледников в настоящее время отрицательный и был отрицательным все время с конца прошлого столетия. Правомерно предположить, что если климатические условия не изменятся, то ледники Килиманджаро, Кении и Рувензори на протяжении ближайшего столетия прекратят свое существование.
Ледники Килиманджаро
Килиманджаро (3°05′ ю. ш., 37° 22′ в. д.) - это крупнейший в Африке вулканический массив диаметром около 100 км, образованный тремя слившимися вулканами: Мавензи (5183 м), Шира (4005 м) и Кибо (5895 м). Вулкан Кибо - самый молодой и высокий, и только на нем есть современные ледники. На вершине Мавензи периодически образуются снежники-перелетки.
В позднем плейстоцене на вершине Кибо образовалась обширная кальдера более 3 км в диаметре, а над ее плоским дном - более молодой конус с внутренним кратером и уже совсем недавним выходным отверстием (вулкан еще в голоцене был действующим, а сейчас находится в сольфаторной стадии). Высота гребневидного вала, окружающего молодой кратер, колеблется от 5800 до 5895 м. Внешние склоны вулкана расчленены радиальными долинами, по некоторым из них спускаются ледники, большинство которых начинается с вала, окружающего кальдеру на вершине вулкана. В самой же кальдере от некогда сплошной ледниковой шапки сохранились в наше время лишь разрозненные блоки мертвого льда.
Всего на Кибо 11 ледников, общая площадь которых, измеренная по карте 1964 г. (масштаб 1:25 000), около 7 км². Самый большой ледник, Пенка, длиной 2,4 км спускается по западному склону вулкана без ясно выраженной долины с 5800 до 4580 м. Верхний край ледника Пенка, как и других ледников северо-западной группы, обрывается к кратеру вертикальной стеной высотой 30-40 м. За полвека (с 1912 по 1959 г.) конец ледника отступил от конечной морены с ледяным ядром примерно на 500 м.
Вдоль северного борта кальдеры от ледника Пенка на восток и юго-восток протягивается ледник склонового типа Северный. Как нижний, так и верхний края этого ледника представляют отвесные ледяные стены высотой 30-40 м. На южном склоне Кибо 4 ледника круто спускаются из общей области аккумуляции, которая в верховьях также обрывается вертикальной стеной льда, отступившей от вала кальдеры. От этой группы ледников за последние годы отчленился ледник Ратцеля. Прежде эти ледники достигали крутого обрыва на склоне вулкана и обрушивались с него лавинами, образуя у подножия обрыва возрожденный ледник, оканчивавшийся позади вала конечной морены. Сейчас они не достигают обрыва, и питание возрожденного ледника прекратилось. Внутри кальдеры разрозненные блоки льда толщиной 30-60 м стоят обособленно друг от друга, их склоны изрезаны глубокими ложбинами с пирамидальными пиками между ними.
Распад единой ледниковой шапки на вершине Кибо начался, по-видимому, в конце прошлого столетия. В 1889 г. лёд в кальдере уже был расчленен на несколько крупных массивов. К 1957 г. часть из них полностью исчезла, а оставшиеся значительно сократились в размерах. Процесс распада и отступания ледников горного массива Килиманджаро продолжается.
Ледники Кении
Кения (0°10′ ю. ш., 37°10′ в. д.) - потухший, сильно эродированный вулкан с альпийскими формами рельефа, второй по высоте в Африке. Обширный вулканический массив венчают острые пики, среди которых выделяются два главных: Батиан, или Кения (5199 м), и Нелион (5188 м).
Всего здесь насчитывалось в 1978 г. 12 ледников общей площадью 0,7 км². Самый крупный из них, ледник Льюис, спускается по юго-юго-западному склону вулкана от пика Ленана (4985 м) до высоты 4580 м и оканчивается в небольшом приледниковом озере. С 1926 г., когда впервые были измерены размеры ледника, он вплоть до 1974 г. непрерывно отступал со средней скоростью около 10 м в год.
За это время он стал короче на 395 м, а его конец поднялся на 130 м выше по склону. Освободившееся дно долины заняло приледниковое озеро, которого до 1934 г. не было. После 1974 г. отступание ледника прекратилось, и до 1978 г. он был стационарен. В 1978 г. он имел длину около 1 км и площадь 0,3 км². Фирновая линия проходила на высоте 4750 м.
Второй по размерам ледник - Тиндаль - спускается на юг от вершины 4780 м и оканчивается на высоте 4500 м. В 1926 г. конец ледника спускался в одноименное приледниковое озеро, но к 1958 г. отступил от него на 130 м по горизонтали и на 50 м по вертикали. В дальнейшем отступание ледника прекратилось, и до 1978 г. положение его конца не менялось. Высота фирновой линии 4700 м.
Ледник Цезарь с 1929 по 1958 г. отступил на 250 м. Ледник Дарвина, также расположенный на южном склоне, имеет очень короткий язык, но и он отступил примерно на 80 м. За рассматриваемый период сокращались практически все ледники Кении, и лишь в конце 70-х годов этот процесс замедлился, а на некоторых ледниках приостановился. Детальные измерения показали, что между 1963 и 1978 гг. общая площадь ледников Кении сократилась на 18%, а с 1926 по 1978 г. - почти вдвое - с 1,2 до 0,7 км². Ледники Кении, как и Килиманджаро, мало активны. Максимальная измеренная скорость движения льда в средней части ледника Льюис составила 4,6 м/год.
Ледники Рувензори
Рувензори (Лунные горы) - сильно расчлененный горный хребет, горст докембрийских гнейсов среди пород вулканогенного комплекса, протянувшийся с юго-юго-запада на северо-северо-восток почти на 120 км.
Ледники сосредоточены в центральной группе наиболее высоких гор, расположенных между 0°20′ и 0°26′ с. ш. и 29°51′ и 29°56′ в. д. Всего на Рувензори насчитывается 37 ледников общей площадью около 5 км². Основная масса ледников располагается на горных массивах Стенли (пик Маргарита, 5109 м), Спик (4890 м) и Бейкер (4843 м).
Центральная часть массива Стенли, окруженная высокими пиками, занята фирновым полем, с которого в разных направлениях спускается 7 ледниковых языков - Маргариты, Восточный Стенли, Елены, Западный Елены, Мебиус, Западный Стенли, Александра, и еще 7 ледников существуют независимо от главного фирнового поля. Площадь оледенения массива Стенли около 2 км². Высота фирновой линии на леднике Елены 4560 м.
Выше 4650 м отмечено уменьшение аккумуляции и увеличение абляции в связи с уменьшением облачности и усилением радиационного таяния и испарения. Так, чистая аккумуляция за 1958 г. уменьшилась с 1220 мм на высоте 4635 м до 860 мм на высоте 4920 м. В стратиграфическом разрезе фирна наблюдалось чередование чистых и загрязненных слоев. Самые толстые загрязненные слои образуются в январе - феврале. Большинство ледников отступает. Ледник Западный Стенли непрерывно отступает с 1932 г., и лишь за одно десятилетие, между 1940 и 1950 гг., стал короче на 245 м.
Вершина массива Спик покрыта фирновым полем длиной 2,5 км и шириной до 1,2 км, от которого отходят короткие лопасти ледниковых языков. По наблюдениям в 1958-1961 гг., площадь области аккумуляции была вдвое больше площади области абляции, а суммарная площадь оледенения массива Спик составляла 1,6 км². Фирновая линия проходила на высоте 4570 м. Между 1950 и 1956 гг. концы ледников отступили на 60-70 м.
Ледник Витторио - самый большой на Рувензори. Его ширина превышает длину, и от нижнего края отходят три коротких языка, которые в течение последнего полувека медленно отступали, как и все другие ледники массива Спик.
На массиве Бейкер 6 небольших ледников общей площадью 0,67 км². Они не имеют общего фирнового бассейна, а существуют независимо. Эти ледники впервые были посещены в 1906 г. Тогда ледники Восточный и Средний Бейкер и ледник Мооре имели общий фирновый бассейн, но к 1963 г. они разделились, и сейчас ледник Мооре целиком находится ниже фирновой линии. При сохранении неизменных климатических условий он должен был исчезнуть через 20-30 лет. Каково состояние ледника сейчас, мы не знаем, но несколько более мелких ледников, которые наблюдались в начале XX в., исчезли.
Шесть небольших каровых ледников общей площадью 0,26 км² расположены на массиве Джесси. Все они отступают. На юге массива с г. Иоланда из общего фирнового бассейна в 1931 г. спускалось несколько крутых ледниковых языков. К 1959 г. этот ледниковый массив распался на несколько частей, которые продолжали деградировать и в 1966 г.
В южной части Рувензори вершина Луиджи-ди-Савойя (4626 м) в 1906 г. была покрыта тонким слоем льда. В 1932 г. в истоках р. Куругата было обнаружено 5 маленьких ледничков с признаками отступания. Ни один из них не питался фирновыми полями. В 1960 г. площадь оледенения этой горы уменьшилась до 4 га.
Три изолированных ледника общей площадью 0,08 км² сохранилось в северной части массива Рувензори, на г. Эмин.
