45
Втаких климатических условиях преобладали влаголюбивые широколиственные и теплолюбивые хвойные леса (секвойя, таксодиум, зонтичная сосна и др.). Переход от мезозоя к кайнозою в ландшафтно-климатическом отношении не был резко выражен.
Впоследующем, начиная с позднего палеогена (90 млн. лет назад), главным образом в средине олигоцена, т.е. примерно 30 млн. лет тому назад, климатические условия стали заметно ухудшаться. Средняя годовая температура воздуха в течение последующих лет (до четвертичного периода) снизилась с 1215°С в эоцене до 4-5°С и ниже в позднем плиоцене, а количество осадков соответственно снизились с 1400 до 600 мм/год. Вечная мерзлота еще не сформировалась, так как средние годовые температуры были положительными.
Начиная с позднего миоцена, т.е. 10-12 млн. лет тому назад, началось сезонное промерзание горных пород. Температура воздуха в самый холодный месяц в это время на севере Якутии была в среднем -2°С, в Центральной Якутии -1°С, а в Южной (район Витима) -0,5°С. В позднем плиоцене температура зимой понизилась на юге до -7°С, в Центральной Якутии – до -12°С, а на севере – до -18°С. Характерно, что средняя температура воздуха в наиболее теплые месяцы в это время снизилась до 16-20°С, т.е. была уже такой, как и в наши дни. Однако средние годовые температуры оставались еще положительньми.
Климат от теплоумеренного в среднем палеогене сменился на умеренный в позднем. В раннем и позднем неогене он стал ослабленноумеренным. В это время появился и снежный покров, способствовавший дальнейшему выхолаживанию воздуха. Усилилась континентальность климата и его сезонность. Исчезли вечнозеленые леса, появилась хвойная тайга.
Наиболее сложные климатические изменения произошли в четвертичный период (последние 1-2 млн. лет). Это время отличалось большой скоростью протекания и контрастностью всех природных процессов. Климатические эпохи стали короче, а амплитуда в них больше. В связи с резким похолоданием, местами получили развитие покровные ледники. Относительно длительные оледенения сменялись короткими межледниковьями. Особенно сильному охлаждению подверглись территории
46
высоких и средних широт. За 1 млн. лет средняя температура воздуха в Якутии в самые холодные месяцы снизилась в среднем до -30 С, -45°С, а среднегодовые понизились до -6 С, -11°С это послужило причиной появления многолетней мерзлоты. С начала промерзания до наших дней в Северной Якутии промерзло 500700 м горных пород, в Центральной Якутии – 250-350 м. Возраст «вечной мерзлоты», дошедшей до нас, мы оцениваем так: в Северной Якутии – 2 млн. лет, в Центральной Якутии – 1 млн.лет, в Южной Якутии – 0,5 млн. лет (М.К.Гаврилова, 1998).
Непрерывные колебания климата происходили и в четвертичное время. В этот период наступило такое похолодание, которое привело к оледенению, вышедшему за пределы азиатской Арктики и охватившему всю Сибирь. В последнее время исследователи склоняются к тому, что последовательность и характер главных оледенении в Сибири примерно соответствует европейским. Однако из-за большей сухости климата масштабы оледенения здесь были меньше, чем в Европе. Наиболее крупным оледенением в Сибири считается Самаровское, совпадающее по времени с днепровским (средний плейстоцен). СартанскоЗырянское оледенение, меньшее по размеру, соответствует Валдайскому. Палеогеографические данные показывают, что наибольшее похолодание в Сибири также произошло в верхнем плейстоцене. При этом климат (низкие температуры и сухой воздух) был более суровым, чем сейчас. Покровное оледенение в это время было сравнительно небольшим.
Относительно времени возникновения вечной мерзлоты в Сибири существуют разные мнения. Одни исследователи считают, что она появилась в конце третичного периода, вторые – в нижнем плейстоцене, третьи – в более позднее время.
Часто наибольшее распространение вечной мерзлоты в Сибири также связывают с наиболее крупным покровным оледенением (Самаровским). В действительности же, максимальное промерзание в Сибири связано с более поздним, Сартанско-Зырянским, оледенением, которое соответствовало и климатическому минимуму. Однако допускается, что существовало, по крайней мере, два этапа многолетнего промерзания горных пород: относительно слабое от начала
47
плейстоцена до Казанцевского межледниковья и более сильное – в верхнем плейстоцене.
Около 10 тыс. лет тому назад началось заметное потепление. Голоценовый оптимум температур отмечен 5-4 тыс. лет назад, когда вечная мерзлота в ряде регионов отступила. Особенно это было ощутимо в Западной Сибири, хотя и в меньшей степени, чем в Европе.
Изменения природы 2-1,5 млн. лет назад наиболее значительными были в северном полушарии. Эти изменения четко выявляются в стратиграфических разрезах материков северного полушария.
Стратиграфические исследования палеокриолитогенеза
осуществляются |
путем применения методов изучения разрезов |
плейстоценовых |
отложений. Сопряженный метод содержит |
следующие главные приемы, или частные методы исследования: |
|
1) геоморфолого-неотектонический метод; 2) палеонтологические |
|
методы (наибольшее распространение имеет изучение |
|
млекопитающих |
и |
спорово-пыльцевой |
метод); |
3) археологический |
метод; |
4) литолого-геохимические |
методы |
(минералогический, почвенно-геохимический и др.); 5) изотопные методы (абсолютные датировки возраста, палеотемпературы); 6) палеомагнитный метод. Изучение перигляциальных районов плейстоцена позволило сделать один из важнейших выводов. В перигляциальной обстановке происходило образование льда (в виде мерзлотных жил в грунте). В связи с этим образовалось не только наземное, но и подземное оледенение. Площади распространения наземного и подземного оледенении частично дополняли друг друга, что особенно хорошо выражено на территории России (рис. 2.2).
По оценке академика РАН К.К.Маркова (1967) древнее наземное оледенение Земли превосходило современное в три раза почти исключительно за счет его увеличения в Северном полушарии. В Северном полушарии площадь древнего наземного оледенения превышала площадь современного оледенения в тринадцать раз. В Южном полушарии соотношения остались более или менее неизменными. В ледниковые эпохи площадь льдов увеличивалась не только на материках, но и на океанах (площадь плавучих льдов).
48
Объем льдов суши превышал в плейстоцене объем современной Африки в три раза. Объем наземных льдов превышал более чем в сто раз объем подземных льдов.
Мощность криолитозоны зависит не только от отрицательных температур приземного воздуха, но и от минерализации грунтовых вод. В период дождевых паводков на поверхности минерализация вод составляет 0,02-0,2 г/л. В подземных зонах интенсивного водообмена минерализация колеблется от 0,3 до 14,0 г/л. На глубинах более 150 м концентрация солей постоянна и составляет 34,1 - 34,2 г/л. Чем выше концентрация солей в воде, тем при более низких температурах она замерзает.
Рис. 2.2. Максимальное распространение льдов Северного полушария в плейстоцене. Материковые льды (наземные и подземные) и морские льды (К. К. Марков,1967):
1 – современная граница морских льдов, 2 – древняя граница морских льдов, 3 – современные наземные материковые льды, 4 – древнее наземное максимальное оледенение, 5 – современная граница многолетней мерзлоты и подземного оледенения.
49
Рис. 2.3. Распространение многолетнемерзлых пород В России (П.Я. Баранов, 1956). Обозначения ( в метрах - м): (- 400) – максимальная мощность многолетнемерзлых пород,
(…) - граница многолетней мерзлоты, (…-…)- граница зоны частых перелетков.