По холодным следам

Ископаемый климат

С идеи о ледниковой эпохе началось изучение климатов прошлого, палеоклиматология.

До этого считалось, что Земля была некогда раскалена (капелька Солнца) и до сей поры постепенно охлаждается. Призрак великих оледенений маячил в будущем.

Находки в умеренном поясе ископаемых остатков тропических животных и коралловых рифов подтверждали мнение о непрерывном с тех пор похолодании.

Ледниковая гипотеза предполагала, что сравнительно недавно во многих районах Земли было значительно холоднее, чем ныне. В геологической истории климат колебался от теплого к холодному и вновь к теплому. Об этом почти стихами сказал в 1837 году ботаник Шимпер: «В прошедшие времена, когда господствовала стужа, высокие, как горы, древние льды загромождали даже южные страны, выравнивая и затопляя вершины, подобно морям». Он же считал, что изменения климата в геологическом прошлом вызывали на Земле то расцвет, то некоторое подавление растительности. Этот ученый едва ли не первым связал воедино историю ледников и живых существ.

Но самое удивительное началось несколько позже. В 1855 году английский геолог Рамсей сообщил, что им обнаружены следы ледников в отложениях пермского периода, отдаленного от четвертичного огромным промежутком времени.

Год спустя другой англичанин, Блэндфорд, сообщил, что в Индии имеются очень древние окаменевшие морены.

Позже выяснилось, что первое сообщение было ошибочным. Второе оказалось совершенно верным. Оно привело к открытию величайших древних ледников. Для ископаемых донных морен придумали особое название — тиллиты.

К началу нашего века было окончательно установлено, что ледниковые эпохи не раз случались в истории Земли. Остатки морен были опознаны даже в отложениях древнейшей архейской эры Северной Америки и Южной Африки.

Следы оледенения Индии относятся к отложениям пермского и каменноугольного периодов. К тому же времени приурочены и тиллиты Южной Африки, мощность которых достигает трех-четырех сотен метров. Скальные породы, лежащие ниже окаменевших морен, исштрихованы ледниковыми шрамами. По направлению шрамов удалось составить карты путей движения древних ледниковых потоков.

И в Австралии, и в Бразилии тоже нашли доказательства пермо-каменноугольного оледенения. Пожалуй, это оледенение было крупнейшим в истории Земли. Оно распространялось на области, лежащие сейчас в теплых краях, охватывая предполагаемый великий древний материк — Гондвану.

Ледниковые отложения являются надежными показателями холодного климата. А если найдены залежи солей, то предполагается, что они выпарились в сухом и жарком климате. Угольные пласты свидетельствуют о климате теплом и влажном. Коралловые рифы указывают на теплое море и небольшие глубины (в других условиях кораллы не живут).

А современные климатические пояса? Разве непременно требуется определять температуру воздуха для того, чтобы понять, что в тундре холодно? Или надо замерять количество выпадаемых осадков, чтобы убедиться, что в пустыне сухо, а в тропиках влажно?

Имеется прекрасный инструмент для определения климата страны без помощи техники. Это — растения.

Тундра, хвойный бор, смешанный лес, широколиственный лес, растительность степей и пустынь, тропический лес… Распространение их зависит от многих причин. От глубины залегания подземных вод. От подстилающих горных пород и вулканов. Даже от животных, обитающих в этих краях, и, уж конечно, от человека. Но главное — климат.

В земных слоях сохраняются остатки древесины, отпечатки листьев и цветков — словно тонкие гравюры на каменных плитах; окаменевшие шишки и семена. По ним удается воссоздать облик растений, восстановить характер растительности. А уж там можно судить и о климатических условиях прошлого.

Во второй половине прошлого века изучение ископаемых растений — а точнее, растительности, растительных сообществ — привело к немалым неожиданностям.

Швейцарский ботаник Освальд Геер тщательно изучил флору Арктики третичного периода, предшествовавшего четвертичному. Оказалось, что на нынешних пустынных островах, стынущих в Ледовитом океане, произрастали леса. Значит, Северный океан не был Ледовитым, а климат этих мест был умеренно-прохладным. Северная граница пальм достигала Англии и даже Аляски.

Геер «измерил» температуру воздуха в третичной Арктике. Выходило, что для лесов того времени необходима была среднегодовая температура не ниже шести или девяти градусов по Цельсию.

Третичные угли добывают сейчас на острове Шпицберген, на Чукотке и Аляске. Деревья, впитавшие в свою плоть солнечные лучи, прошли путь подземных превращений и возвращаются к нам, даря свет и солнечное тепло третичного времени. Прежний теплый климат помогает бороться с нынешними холодами.

Однако не всегда отыщешь «ископаемые приборы», по которым можно «измерять» температуру и влажность воздуха в прошлом. Даже отыскав их, нельзя еще быть уверенным в безошибочном определении былых природных условий.

Морены и тиллиты — свидетели оледенений — имеют немало двойников. В горах покров выветренных пород и обломков, сползающий в долины, внешне может напоминать морену. На морских побережьях тоже встречаются сходные образования. По крутым склонам морского дна проносятся порой грязевые потоки, несущие валуны. Нечто подобное происходит в ущельях.

Остатки растений и животных могут переноситься текучими водами на огромные расстояния. Еще дальше улетает пыльца деревьев. К тому же живые существа умеют приспосабливаться к различным условиям.

Вот почему сама по себе палеоклиматология остается очень туманной наукой до тех пор, пока не становится частью более обширной палеогеографии.

География исследует поверхность земли, взаимосвязь климата, рельефа, вод, почв, растений, животных. То же самое, но для отдаленных эпох изучает палеогеография. Она стремится во всей полноте восстановить природные условия прошлого.

Без малого сто лет назад геолог А. П. Карпинский написал «Очерк физико-географических условий Европейской России в минувшие геологические периоды». Он составил карты, где показал былое распространение морей, растительных и климатических зон.

Сейчас накоплено так много сведений о природе Земли в прошлые времена, что можно совершать мысленные путешествия по морям, лесам и степям, существовавшим давным-давно и бесследно исчезнувшим. Вот, например, как описал палеоклиматолог Брукс воображаемую экспедицию к Северному полюсу, совершенную в середине третичного периода, сорок — тридцать миллионов лет назад:

«Мы приближаемся к северному Полярному кругу, а мощное теплое течение все еще несет нас к северу. Растительность на побережьях по-прежнему остается пышной, но постепенно приобретает облик, свойственный более умеренной зоне. Облачность увеличивается, и постоянные дожди… заменяют грозовые ливни, характерные для Центральной Европы. Севернее семидесятого градуса северной широты, как правило, господствует сырая дождливая погода, ясная солнечная погода наблюдается лишь в виде исключения; густые леса, покрывающие восточное побережье океана, часто окутаны туманом. Преобладают западные ветры. Западные побережья океана, в особенности более внутренние области суши, лишены растительного покрова. Мы видим низкие холмы, зимой, вероятно, покрытые снегом; ледники, однако, отсутствуют. Наконец, мы достигаем полюса. Он располагается среди обширного бассейна, заполненного теплыми водами…»

Самое удивительное то, что это фантастическое описание очень правдиво.

Итак, палеоклиматологи установили: ледниковые периоды не раз бывали в истории Земли; разделяли их длительные теплые интервалы; ледяные шапки на полюсах, которыми ныне щеголяет Земля, — сравнительно редкое украшение; значительно чаще полюсы были теплыми и лишь зимние снега напоминали о великих холодах.