История средиземных морей - [7]

Наряду с чисто биологическими методами все большее значение в исследовании донных отложений приобретают физико-химические методы. Среди них особое место занимает анализ изотопов кислорода. Более 30 лет назад известный американский физикохимик Г. Юри установил, что карбонаты одного и того же состава имеют различное соотношение изотопов кислорода (¹⁸O и ¹⁶O) в зависимости от температуры морской воды, в которой они образовались. Позднее эту закономерность стали использовать для расчета палеотемператур Мирового океана. Измерения соотношения изотопов кислорода в раковинах позволили обнаружить зависимость этой величины от температуры воды, в которой они развивались. Для каждого моллюска определяют соотношение изотопов кислорода. Полученные результаты сравнивают со «стандартными» значениями (средним соотношением изотопов кислорода в морской воде). На основании подсчета отклонений концентраций изотопов ¹⁸O/¹⁶O в морских раковинах построены палеотемпературные кривые для различных районов Мирового океана.

Морские организмы не единственный материал для такого анализа. Очень интересные результаты получены при исследовании соотношений изотопов кислорода в пробах льда, взятых из ледяных панцирей Антарктиды и Гренландии. Изучение этих образцов позволило восстановить наиболее полную климатическую летопись последних глав истории Земли. Но и этот метод не лишен недостатков. Отмечено, что на соотношение изотопов кислорода, помимо температур, влияет и соленость морских вод. Это необходимо учитывать при палеоклиматических реконструкциях.

В результате анализа целого ряда данных вырисовывается достаточно определенная картина развития климатической обстановки на протяжении кайнозоя. Общее направление изменения климата — похолодание, хотя на этом фоне были и отдельные колебания — относительные потепления и вновь похолодания. Рассмотрим несколько подробнее, как менялся климат за последние 70 млн лет (в основном по данным, полученным в ходе изучения отложений Атлантического океана).

В палеоцене (67–60 млн лет назад) климат был очень теплым, даже в субарктических районах средняя температура поверхностных вод превышала 15 °C. На протяжении эоцена — раннего олигоцена (60–35 млн лет) температура океана понизилась на 10° В среднем миоцене (15–11 млн лет назад) началось значительное падение температур, причем наиболее резкие изменения в соотношении изотопов кислорода произошли 14,8—14,5 млн лет назад. С этого времени происходит постоянное охлаждение нашей планеты, сопровождаемое образованием и разрастанием ледниковых покровов: сперва в арктических, затем в умеренных широтах.

Палеотемпературная кривая палеогена (65–20 млн. лет назад) для Южной Атлантики [Shackleton, 1986]

Существует множество гипотез, пытающихся объяснить катастрофические оледенения на нашей планете. Одна из наиболее популярных гипотез, опирающаяся на астрономические наблюдения, связывает такое явление с периодическими изменениями параметров орбиты Земли — колебанием эксцентриситета и наклона оси Земли к плоскости вращения. Однако этим можно объяснить чередование оледенений и межледниковий, а не общее и продолжительное охлаждение планеты: данные параметры изменяются регулярно, оледенения же случаются сравнительно редко. Некоторые специалисты видят причину оледенений, охватывавших огромные площади Земли, в более крупномасштабных явлениях, связанных с эволюцией галактик. Но современная наука слишком мало знает об этих процессах, чтобы всерьез привлекать их для объяснения чисто земных явлений. Возникновение оледенений часто связывают с горообразованием. Действительно, почти все известные периоды продолжительных оледенений совпадают или непосредственно следуют за крупными циклами образования горных массивов. В течение этих циклов значительные массивы суши поднимались и оказывались выше снеговой линии. Это могло вызвать появление крупных ледников в горах. Более того, образование гор сопровождалось мощными извержениями вулканов. В атмосферу выбрасывались огромные массы вулканической пыли. Насыщенная пылью атмосфера экранировала солнечное тепло, что могло вызвать охлаждение поверхностного слоя Земли и способствовать развитию оледенения. Имеются данные, согласно которым существенные похолодания климата за последние 100 лет непосредственно следовали за крупными извержениями вулканов.

Сравнительно недавние исследования ученых по-новому осветили проблему образования оледенения, по крайней мере самого последнего, остатки которого сохраняются на нашей планете и сейчас. В морях, непосредственно примыкающих к Антарктиде, изучались донные отложения, что позволило определить признаки появления ледников и айсбергов.

Посмотрим, какой же в свете полученных данных представляется эволюция природы в районе Антарктиды на протяжении последних актов геологической истории Земли. Сейчас твердо установлено, что Антарктическая суша заняла свое теперешнее положение на крайнем юге нашей планеты уже в конце мелового периода (70–65 млн лет назад). Однако длительное время на этом континенте не было ледников. Они появились позднее вследствие серьезных изменений географической обстановки. На протяжении палеоцена Антарктида, Австралия и Южная Америка образовывали единый массив суши. Течения из тропических широт свободно проникали к этому огромному континенту и обогревали его своим теплом.