Ледниковый период (Древнее оледенение) — период общего похолодания климата продолжительностью в несколько миллионов лет с неоднократными резкими разрастаниями оледенения материков и океанов (ледниковые эпохи и межледниковья). В истории Земли они распределялись неравномерно, группируясь в ледниковые эры длительностью от многих десятков до 200 миллионов летЛедниковый период // Геологический словарь. СПб.: ВСЕГЕИ, 2010..
Обобщённый термин явления в геологической истории Земли, во время которого наблюдалось общее относительное похолодание климата и возникновение значительного разрастания материковых ледниковых покровов. Ледниковый период — совокупность ледниковых эпохЧетвертичная геология (палеогеография четвертичного периода). Учебное пособие для университетов и пединститутов. М: Учпедгиз, 1939. 363 с.. Ледниковые эпохи чередуются с относительными потеплениями — эпохами сокращения оледенения (межледниковьями).
Нынешний ледниковый период, названный позднекайнозойским оледенением, длится последние 34 млн лет. Начавшееся 12 тысяч лет назад после последней ледниковой эпохи межледниковье — голоцен — является частью четвертичного периода (в котором началось и продолжается четвертичное оледенение), а тот в свою очередь входит в наступившую 66 млн лет назад кайнозойскую эру.
Появление теории об оледенении Понятия о моренах и эрратических камнях были введены в науку швейцарским исследователем альпийских ледников О.Б. Соссюром, но их образование Соссюр связывал с всемирным потопом. Ч. Ляйель и Р. Мурчисон считали, что эрратические камни принесены плавающими льдами. Эта точка зрения отстаивалась также Д.И. Соколовым в «Курсе геогнозии» (1839).
Первые догадки о том, что ледники в древности выходили за пределы Альп, высказывал . Ледниковую теорию развил Л. Агассис, который в 1837 году опубликовал статью «Теория ледников».
Ледниковую теорию в принципе разделял Г.Е. Щуровский. В 1841 году он писал о спорах вокруг ледяных эпох Агассиса. Через 15 лет он опубликовал статью, в которой изложил идеи о ледниковом периоде, о границах распространения валунов в Европейской России, о возможности их переноса покровными ледниками, но он допускал и участие в этом процессе морских льдов. О том, что некогда северо-западная часть России находилась под ледяным покровом, писал и Г. П. Гельмерсен.
П. А. Кропоткин был первым, кто указал на следы широкого развития оледенения в Сибири. В 1866 году Кропоткин посетил Ленские золотые приискиКропоткин П. А. Путешествие по Лене // Записки для чтения. 1867. № 1. Отд. 3. С. 1-16., где впервые увидел следы древнего оледенения в горах СибириОбручев В. А. Пётр Алексеевич Кропоткин. (1842—1921) // Люди русской науки. Очерки о выдающихся деятелях естествознания и техники. Т. 1. М.; Л.: ОГИЗ, 1948. С. 588—598.
В 1872 году для проверки ледниковой гипотезы он совершил экспедицию в Финляндию и Швецию, где всесторонне изучил ледниковые образования. Его отчёт и выводыКропоткин П. А. Исследования о ледниковом периоде . Вып. 1. СПб.: тип. М. Стасюлевича, 1876. XXXIX, 717, 70 c. легли в основу современных представлений о ледниковом периоде и его геологической ролиВеличко А. А. П. А. Кропоткин как создатель учения о ледниковом периоде // Известия АН СССР. Серия география. 1957. № 1. С. 122—126.Асеев А. А. Современное значение идей П. А. Кропоткина о ледниковом периоде (К 100-летию публикации «Исследований о ледниковом периоде») // Известия АН СССР. Серия география. 1976. № 2. С. 96-101.Асеев А. А. П. А. Кропоткин — основоположник теории материкового оледенения: (К 100-летию выхода в свет «Исследований о ледниковом периоде») // Геоморфология. 1976. № 3. С. 48-55.Шанцер Е. В. Роль П. А. Кропоткина в становлении ледниковой теории // Бюллетень МОИП. Отд. геол. 1976. Т. 51. № 4. С. 64-76.. П. А. Кропоткин описал скопление на Скандинавском полуострове и в Финляндии льдов, покрывших всю Северную Европу и дошедших до её центра. Жизнь тогда исчезла в этой части северного полушария. Прошли многие тысячелетия, прежде чем началось таяние льдов, и наступил озёрный период, появилась субполярная растительность. Прошли ещё тысячелетия, прежде чем началось крайне медленное высыхание болот и растительность стала надвигаться с юга. Период быстрого высыхания сопровождался образованием степей.
Ледниковые эры в истории Земли Периоды похолодания климата, которые сопровождаются формированием континентальных ледниковых покровов, являются повторяющимися событиями в истории Земли. Интервалы холодного климата, в течение которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения длительностью в сотни миллионов лет, именуются ледниковыми эрами; в ледниковых эрах выделяются ледниковые периоды длительностью в десятки миллионов лет, которые, в свою очередь, состоят из ледниковых эпох — оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).
В истории Земли известны следующие ледниковые эры: Канадская ледниковая эра — 2,5—2,2 млрд лет назад, в начале ранней, палеопротерозойской части протерозойской геологической эры. Африканская ледниковая эра — 900—590 млн лет назад, в Позднепротерозойской части протерозойской геологической эры (см. Криогений). Гондванская ледниковая эра — 380—240 млн лет назад, во время Палеозойской геологической эры. Лавразийская ледниковая эра — 20—30 млн лет назад — настоящее время, в конце Кайнозойской геологической эры.
Кайнозойская ледниковая эра
Кайнозойская ледниковая эра (30-20 млн лет назад — настоящее время) — последняя на данный момент ледниковая эра. Предполагается, что Кайнозойская ледниковая эра может являться следствием похолодания, вызванного образованием пролива Дрейка примерно 37 млн. лет назад Geology February 1996 v. 24 no. 2 p. 163—166 doi: 10.1130/0091-7613(1996)024.
Настоящий геологический период — голоцен, начавшийся ≈ 12 000 лет назад, характеризуется как относительно тёплый промежуток после плейстоценового ледникового периода. Часто квалифицируется как межледниковье. Ледниковые покровы существуют в высоких широтах северного (Гренландия) и южного (Антарктида) полушарий; при этом в северном полушарии покровное оледенение Гренландии простирается на юг до 60° северной широты (то есть, до широты Санкт-Петербурга), морские льды — до 46—43° северной широты (то есть до широты Крыма), а вечной мерзлоты до 52—47° северной широты.
В южном полушарии континентальная часть Антарктиды покрыта ледниковым щитом толщиной 2500—2800 м (до 4800 м в некоторых районах Восточной Антарктиды), при этом шельфовые ледники составляют ≈10 % от площади континента, возвышающейся над уровнем моря.
В кайнозойской ледниковой эре наиболее сильным является плейстоценовый ледниковый период: понижение температуры привело к оледенению Северного Ледовитого океана и северных областей Атлантики и Тихого океана, при этом граница оледенения проходила на 1500—1700 км южнее современной.
Последняя ледниковая эпоха закончилась около 12 тыс. лет назад (подробнее см. поздний дриас и аллерёдское потепление).
Хронология кайнозойских оледенений Возраст изотопных стадий 18O шкалы Шеклтона рассчитан благодаря присутствию в керне Вема V28-238 на глубине 1200 см границы палеомагнитных эпох Матуяма/Брюнес (700 000 лет назад). Поскольку ныне возраст рубежа Матуяма/Брюнес оценивается в 730000 лет, даты Шеклтона пересчитаны сообразно глубинам соответствующих стадий (Минусы — холодные стадиалы, плюсы — тёплые интерстадиалы).
Палеозойская ледниковая эра Её начало (460—230 млн лет назад) связывают с распространением первых наземных растений. Позднеордовикский-раннесилурийский ледниковый период (460—420 млн лет назад) Ледниковые отложения этого времени распространены в Африке, Южной Америке, восточной части Северной Америки и Западной Европе.
Пик оледенения характеризуется образованием обширного ледникового щита на большей части северной (включая Аравию) и западной Африки, при этом толщина сахарского ледового щита оценивается до 3 км.
Позднедевонский ледниковый период Ледниковые отложения позднедевонского ледникового периода (370—355 млн лет назад) обнаружены на территории Бразилии, аналогичные моренные отложения — в Африке (Нигер). Ледниковая область простиралась от современных устья Амазонки к восточному побережью Бразилии.
Каменноугольно-пермский ледниковый период. Ледниковые отложения этого (350—230 млн лет назад) времени обнаружены в Африке, Южной Америке, Аравии, Индии и Австралии. В то время эти континенты представляли собой единый материк – Гондвану. К концу пермского периода климат стал теплее, и палеозойская ледниковая эра закончилась.
Позднепротерозойская ледниковая эра
В стратиграфии позднего протерозоя выделяется лапландский ледниковый горизонт (670—630 млн лет назад), обнаруженный в Европе, Азии, Западной Африке, Гренландии и Австралии. Палеоклиматическая реконструкция позднепротерозойской ледниковой эры вообще и лапландского периода в частности затруднена недостаточностью данных о дрейфе, форме и положении континентов в это время, однако с учётом расположения моренных отложений Гренландии, Шотландии и Нормандии предполагается, что Европейский и Африканский ледовые щиты этого периода временами сливались в единый щит.
Причины оледенений
В науке существуют различные теории о причинах оледенений: Замечено, что все великие оледенения совпадали с крупнейшими горообразовательными эпохами, когда рельеф земной поверхности был наиболее контрастным и площадь морей уменьшалась. В этих условиях колебания климата стали более резкими. Однако средние высоты гор сейчас не меньше, а может быть, даже больше тех, какие были во время оледенений, тем не менее сейчас площадь ледников относительно невелика; Изучение современной и древней вулканической деятельности позволило вулканологу И. В. Мелекесцеву связать оледенения с увеличением интенсивности вулканизма. До настоящего времени большинством исследователей роль вулканизма в проявлении оледенений преуменьшалась. Однако не следует и преувеличивать значение этого фактора. Хорошо известно, что в позднемеловую эпоху и в палеогене не существовало сколько-нибудь значительных ледников, хотя в то время были сформированы колоссальные покровы из вулканического материала вокруг Тихого океана; Некоторые гипотезы предполагали периодические изменения светимости Солнца, однако по мере развития астрофизики от них пришлось отказаться: ни теоретические расчёты, ни результаты наблюдений не давали оснований для таких предположений. Американский физик Роберт Эрлих создал компьютерную модель поведения солнечной плазмы на основе гипотезы венгерского теоретика , предположившего существование внутри Солнца «резонансных диффузионных волн» своеобразного механизма самоусиления флуктуации, приводящего к заметным изменениям температуры плазмы, а, следовательно, и светимости Солнца. В модели Эрлиха получалось, что такие колебания имеют выраженную периодичность, хорошо совпадающую с периодичностью наступления-отступления ледников; Существует гипотеза о связи эпохи похолоданий с прохождением Солнечной системы через газо-пылевые сгущения, тем самым приводящем к косвенному понижению светимости Солнца относительно Земли. Ещё в XIX веке Луи Агассис, Альфонс Жозеф Адемар, и другие выдвигали идеи о том, что изменение параметров орбиты Земли и оси её вращения может приводить к изменению количества тепла Солнца, которое поступает на поверхность Земли на разных её широтах. К концу XIX века развитие небесной механики позволило рассчитать изменения орбитальных и вращательных характеристик Земли, и в начале XX века Милутин Миланкович завершил создание астрономической теории ледниковых периодов (циклы Миланковича);