Кажется, лед ничего таинственного собой не представляет — просто замерзшая вода. В начале зимы появляется, весной тает. Вот и все тайны. Но не на всем земном шаре он ведет себя так просто и смирно. В наше время 16 миллионов квадратных километров суши остаются покрытыми льдом круглый год. Самые большие ледники находятся в полярных широтах: в Антарктиде и в Гренландии. Однако их можно встретить и у экватора — на таких высоких горах, как Килиманджаро в Африке. 30 миллионов кубических километров льда сосредоточены в ледниках на нашей планете. Если бы весь этот лед растаял, уровень Мирового океана поднялся бы на 80 метров!
Но ледники не тают — снег, который лежит на их поверхности, обладает удивительным свойством. Он поглощает лишь 10—15 процентов лучистой энергии Солнца, а отдает эту энергию очень быстро. Иными словами: снег и вместе с ним ледники плохо нагреваются и быстро охлаждаются. Поэтому они служат как бы аккумуляторами холода и сильно влияют на климат нашей планеты.
Все южное полушарие оказалось значительно более холодным, чем северное, потому что там находится огромный антарктический ледник (в Антарктиде более 9/10 всего льда нашей планеты). Поэтому тепловой экватор Земли проходит севернее географического: в январе по 10-му градусу северной широты, а в июле — по 20-му.
Если бы не ледники, то климат всего земного шара был бы более теплым и влажным. Но ледники существуют. И к тому же они способны разрастаться. Они понижают окружающую температуру. Если бы образованию льда ничто не мешало, толщина его слоя достигла бы нескольких километров за счет воды океанов. Все материки оказались бы под нетающим льдом.
К счастью, на протяжении всей геологической истории Земли этого не случалось, и нет никаких оснований предполагать, что такое оледенение может произойти в будущем. Напротив, измерения, произведенные в последние годы в арктических и антарктических районах, показали, что с начала XX века климат на Земле теплеет. Сейчас большинство ледников северного полушария отступает, за исключением крупнейшего из них, гренландского, остающегося неизменным. В равновесии находится и ледниковый покров Антарктиды.
Наука о ледниках — глациология — возникла более ста лет назад. Она изучает не только историю оледенения Земли и состояние льда в Антарктиде и Гренландии. Перед ней стоят и более конкретные задачи, вызванные запросами хозяйства. Например, судьба рек Средней Азии во многом зависит от ледников Тянь-Шаня и Памира, откуда эти реки берут свое начало. А что такое вода для Средней Азии — это ясно всем.
И причины древних оледенений изучаются для того, чтобы лучше понять жизнь сегодняшних ледников.
Ледники были на Земле не всегда. Даже в Антарктиде найден каменный уголь — верный признак того, что когда-то здесь был теплый и влажный климат. Но холод и вместе с ним оледенение приходили на некоторые территории Земли по крайней мере пять раз.
Наиболее характерными следами оледенений на Земле являются особые породы — тиллиты, или валунные глины, то есть окаменевшие остатки древних ледниковых морен, состоящие из глинистой массы и валунов. Отдельные толщи тиллитов могут достигать десятков и даже сотен метров. Наиболее древние тиллиты образовались свыше миллиарда лет назад — они найдены на западе Северной Америки, в районе озера Гурон и в юго-западной Африке (пустыня Намиб). В некоторых местах эти древние ледники занимали, по-видимому, громадные площади.
Несколько лучше изучены остатки оледенения, происшедшего около 600 миллионов лет назад. Ледниковые образования этого времени встречаются на Земле почти всюду. Значит, в то время ледники были широко распространены по земному шару: на Шпицбергене и в Гренландии, в Скандинавии и в Шотландии, в Сибири и в Китае, в Северной Америке и в Гималаях, в Южной Африке и на острове Тасмания.
Следующее, более «молодое» оледенение было 380— 400 миллионов лет назад. Оно меньше предыдущего, его следы найдены в отложениях на Аляске и северо-западе Северной Америки, в боливийских Андах и в Южной Африке. 190—210 миллионов лет назад произошло гондванское оледенение. Оно охватило главным образом южное полушарие: Австралию, Южную Африку.
Последнее великое оледенение Земли происходило совсем недавно — менее 1 миллиона лет назад. Под мощными шапками льда оказались северная часть североамериканского континента, значительная часть Европы и Сибирь.
Достигнув наибольшего развития 250 тысяч лет назад, четвертичные ледники стали постепенно сокращаться. Но отступление происходило неравномерно: были и остановки и даже продвижения ледника вперед. Однако постепенно Европа и Америка освободились из-подо льда. Эти материки стали подниматься — земная кора реагировала на исчезновение огромной ледниковой нагрузки, давившей на нее в течение сотен тысяч лет.
До сих пор остается загадкой причина таких крупных изменений климата и возникновения великих оледенений Земли. Высказано много гипотез, но ни одна из них не может пока претендовать на роль научной теории.
Многие ученые искали причину земных похолоданий вне Земли, выдвигая астрономические гипотезы. Одни считали, что оледенение Земли возникало при изменении количества солнечного тепла, получаемого Землей, в связи с колебанием расстояния между нею и Солнцем. Это расстояние зависит от характера движения Земли по орбите вокруг Солнца. Предполагали, что оледенения наступали тогда, когда зима приходится на афелий, то есть точку орбиты, наиболее далеко отстоящую от Солнца, при максимальной вытянутости земной орбиты. Однако последние исследования астрономов показали, что изменение количества солнечного излучения, попадающего на Землю, вызванное изменениями ее орбиты и оси вращения, недостаточно, чтобы им можно было объяснить возникновение ледниковых периодов, хотя такое изменение и должно иметь свои последствия.
Другую группу астрономических гипотез можно назвать космической. К ней относятся предположения о влиянии на похолодание Земли различных участков вселенной, которые проходит Земля, двигаясь в космосе вместе со всей Галактикой. Одни считают, что похолодание происходит тогда, когда Земля проходит участки мирового пространства, заполненные газом. Другие те же последствия приписывают воздействию облаков космической пыли. Третьи утверждают, что «космическая зима» на Земле бывает тогда, когда земной шар находится в апогалактии — точке, наиболее удаленной от той части нашей Галактики, где расположено наибольшее количество звезд. На современном этапе развития науки нет возможности подкрепить все эти гипотезы фактами.
Наиболее интересны гипотезы, которые ищут причину изменения климата на самой Земле. По мнению многих исследователей, похолодание, вызывающее оледенение, может возникать в результате изменений в расположении суши и моря, под влиянием движения материков либо вследствие перемены направления морских течений (так течение Гольфстрим ранее было отклонено выступом суши, простиравшимся от Ньюфаундленда к островам Зеленого Мыса).
Климат может значительно меняться и в результате изменения наклона земной оси и перемещения полюсов, а также вследствие колебаний в составе атмосферы: увеличение в атмосфере вулканической ныли либо уменьшение углекислого газа приводит к значительному похолоданию. В последнее время ученые стали связывать появление и развитие оледенения на Земле с перестройкой циркуляции атмосферы, когда при одном и том же климатическом фоне земного шара в отдельные районы попадает значительно большее количество осадков и при соответствующем рельефе земной поверхности здесь возникает оледенение.
Несколько лет назад возникла новая гипотеза, любопытная своей оригинальностью. Эта гипотеза объясняет некоторые до сих пор не изученные факты, хотя на главный вопрос: какова основная причина оледенений Земли, — она также не отвечает.
Ниже мы предлагаем вниманию читателей краткое изложение статьи, напечатанной в американском журнале «Сайенс энд меканикс».
В. Котляков, кандидат географических наук
