1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer>

Новости

Все         В Институте        Новости геологии        Семинары и конференции        Конкурсы и гранты        ФАНО        Разное        Видео

Четверг, 24 Мая 2018

Между льдов

 

Между льдов

«Современный климат и природная среда окончательно сформировались в так называемый четвертичный период — этап геологической истории Земли, который начался 2,588 миллиона лет назад и продолжается по сей день. Этот период характеризуется чередованием ледниковых и межледниковых эпох. В определённые его этапы происходили мощные оледенения, когда ледниковые щиты толщиной до трёх километров далеко продвигались на юг, в Западной Сибири они дотягивались приблизительно до Ханты-Мансийска, а в Европе до 48 градусов северной широты. Москва и даже Киев стоят на ледниковых отложениях. Сейчас мы живем в теплую межледниковую эпоху, которая называется голоценом», — рассказывает заведующий лабораторией геологии кайнозоя, палеоклиматологии и минералогических индикаторов климата ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук, профессор НГУ Владимир Сергеевич Зыкин.

Климат — одна из сложнейших систем на Земле. Он складывается из взаимодействия огромного количества факторов: солнечной активности, расположения материков и океанов, рельефа суши, альбедо (отражательной способности) Земли, изменение орбиты нашей планеты, вулканизма, содержания парниковых газов в атмосфере, а также, возможно, антропогенного влияния.

Когда появились первые более или менее достоверные данные о климате четвертичного периода, считалось: межледниковые эпохи продолжаются всего десять тысяч лет. Самая последняя из них — это голоцен, в котором мы живём. Он начался приблизительно 10 тысяч лет назад. В 1972-х годах известные американские палеоклиматологи Джордж Кукла и Робли Мэтьюз, исходя из имеющихся в то время данных о продолжительности ледниковых и межледниковых эпох, обратились к президенту США Ричарду Никсону, где сообщили, что голоцен, в котором человечество просуществовало 10 тысяч лет, заканчивается, и нужно готовиться к глобальному оледенению.

Сегодня чередование крупных ледниковых и межледниковых эпох объясняется орбитальной теорией, разработанной сербским исследователем Милутином Миланковичем еще в 1920 годах, согласно которой эти процессы были связаны с изменением орбиты Земли при движении вокруг Солнца. Учёный рассчитал изменения орбитальных элементов и сделал приблизительный «график оледенений» в четвертичном периоде. Последователи Миланковича высчитали, что продолжительность голоцена должна составлять около 40 тысяч лет. То есть ещё 30 тысяч лет человечество может спать спокойно.

Современная концепция орбитальной теории связывает изменения климата в прошлом с изменениями солнечной инсоляции, поступающей на поверхность Земли. Это обусловлено колебаниями элементов орбиты с периодичностью 100 тысяч лет (удлиненность орбиты), 41 тысяча лет (наклон оси Земли к плоскости эклиптики) и 23 тысяч лет (прецессии земной оси). Однако для установления продолжительности ледниковых и межледниковых эпох на Земле эмпирических данных пока очень мало.

Достоверные сведения о температуре появились только в 1727 году, когда Фаренгейтом был создан термометр с воспроизводимыми измерениями. На сегодняшний день есть только один непрерывный температурный ряд за 300 лет — ряд Мэнли в Центральной Англии. По нему и моделируют современный климат. О состоянии же атмосферы в более отдаленном прошлого можно судить только по косвенным признакам — так называемым индикаторам климата, исследованием которых и занимаются сибирские учёные.

«Изучение эволюции климата в прошлом позволяет понять пространственно-временную неравномерность реакции климата на глобальные события и дают возможность предсказать, что будет происходить с природной средой в различных регионах в ближайшем будущем, — говорит Владимир Зыкин. — Самые точные и достоверные данные об изменениях климата можно получить за последний отрезок существования Земли, приблизительно за 30 миллионов лет. Мы занимаемся как раз этим интервалом. В Западной Сибири находятся многочисленные разрезы, по которым можно реконструировать климат прошлого. Наиболее интересными из них являются разрезы лёссово-почвенной последовательности, они отражают глобальную запись климата в четвертичном периоде».

Между льдов

 Лёсс — это осадок из эоловой пыли, который накапливался в ледниковые периоды. Когда происходило похолодание климата, усиливалась аридизация (засушливость), интенсивность атмосферы резко увеличивалась за счет высокого градиента температур между полюсом и экватором— там, где был ледниковый щит, они становились очень низкими, а в низких широтах оставались высокими. Из-за этого образовывался сильный ветер, который «выпахивал» практически все верхние отложения. Огромное количество пыли насыщало атмосферу.

«Когда летишь над Западной Сибирью, видишь этот самый эоловый рельеф последнего оледенения — котловину озера Чаны и многих других более мелких озёр. Была территория, с которой пыль выдувалась, — в Сибири это Барабинская низменность, Кулунда. Ветер поднимал эту пыль вверх, и она долетала до Гренландии, Антарктиды, а в Сибири в ветровой тени, например, вблизи Алтая, выпадал в виде осадков. Более грубый материал переносился ветром вдоль поверхности Земли, оседал, формируя положительные формы эолового рельефа в виде грив и увалов, сходных с барханами и дюнами современных пустынь. Обширные пространства Западной Сибири превращались в огромную холодную пустыню. За счет западного переноса воздушных масс, из-за вращения Земли эоловые формы приобретали отчетливую юго-западную ориентировку. В теплые же межледниковые эпохи при увлажнении климата формировались почвы (как это происходит и сейчас)», — объясняет ведущий научный сотрудник ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Валентина Семеновна Зыкина.

Таким образом за последние 800 тысяч лет на Предалтайской равнине накопилась более чем 150-метровая толща отложений, состоящая из чередования горизонтов лессов и почв. Их последовательность наиболее полно отражает климатические изменения, происходившие в четвертичный период. Кроме Западной Сибири эта толща встречается во многих районах мира – Китае, Средней Азии, Европе, США. Изучать её очень трудоемко. Так в береговых обрывах Оби, Иртыша и многих других рек её разрезы имеют почти вертикальные стенки. На Приобском плато их высота достигает 120 метов. Для того чтобы получить детальные записи изменений климата и определить продолжительности каждой ледниковой и межледниковой эпохи, учёные зачищают и подробно исследуют почти каждый сантиметр этих разрезов. После этого в лаборатории изучаются микростроение горизонтов лессов и почв, слагающие их зерен минералов, химические особенности осадконакопления.

Исследовав таким образом лессово-почвенные последовательности Западной и Средней Сибири, Валентина Зыкина и её коллеги установили: эта запись климатических событий — одна из наиболее полных в мире, а структура комплексов почв четко совпадает со строением теплых стадий во многих глобальных записях климата (донных осадках Мирового океана, Байкальской записи климата, ледовых кернах Антарктиды). То есть почвы во многих регионах Земли формировались синхронно. Цикличность их образования совпала с периодичностью изменения орбитальных параметров Земли, которые, по расчётам, около 400 тысяч лет назад были аналогичны современным.

«Ископаемая почва, соответствующая этому времени и формировавшаяся в тех же геоморфологических условиях, имеет мощность в три раза больше современной, что указывает: продолжительность этой эпохи почвообразования, происходящей в теплых условиях межледниковья, была также в три раза дольше. Поэтому говорить, что в ближайшее время современная межледниковая эпоха закончится и наступит крупное оледенение, нет никаких оснований. Она еще будет продолжаться более 30 тысяч лет», — говорит Валентина Зыкина.

Однако не всё так просто. Ледниковые и межледниковые эпохи имеют определённую структуру — внутри каждой из них чередуются более мелкие периоды потепления и похолодания, выделено множество циклов различной продолжительности и амплитуды. Эти события квазипериодические, поэтому предсказать их достаточно сложно, кроме того они могут проявляться локально.

Наиболее достоверно они восстанавливаются за последние тысячелетия.Во-первых, по историческим данным. Это наиболее тёплые Романский и Средневековый климатический оптимумы и холодные Темное Средневековье и Малый ледниковый период. Последний начался по одним данным с XII века, а по другим — c XV века. Тогда наблюдалось похолодание климата, в горах происходило продвижение ледников, в Европе температура упала на один-три градуса, что вызвало вспышки неурожая и голод, а также эпидемии чумы и холеры. Когда происходили крупные извержения вулканов, и продукты этих извержений попадали в стратосферу, создавая экран для солнечных лучей, похолодание ещё больше усиливалось. Эти события приводили, по сути, к климатической катастрофе. Так из-за извержения вулкана Уайнапутина в 1601—1604 годы в Москве значительно похолодало, в июле выпадал снег, замерзала река Москва, царили неурожай и голод. Извержение вулкана Лаки в Исландии в 1783-1784 годах снизило активность муссонов над Африкой, что привело к отсутствию разлива Нила и вызвало знаменитую «великую сушь» в Египте, во время которой миллионы людей погибли от голода. Население в этой стране сократилось в шесть раз. Малый ледниковый период закончился в конце XIX века, и с этого времени началось потепление, которое длится до сих пор.

Второй источник сведений — субаэральные осадки. Изучив их на территории Западно-Сибирской равнины за последние 1000 лет, учёные установили: в интервале от 1200-х до приблизительно 1860-х годов, соответствующему малому ледниковому периоду, активно образовывались формы эолового рельефа — песчаные массивы и дюны.

«При аридизации климата уровень рек и озер падал, и из них западным ветром выносилось огромное количество песчаного материала, отлагавшегося на восточных берегах. В конце XIX века на этом эоловом рельефе начала формироваться почва, появилась растительность — так называемые ленточные боры, — рассказывает Владимир Зыкин. — По масштабам эти события оказались гораздо меньше, чем во время накопления лессов. Мы установили, что в течение последних 1200 лет происходили короткие квазипериодические колебания среднегодовой температуры воздуха и увлажнения климата продолжительностью 200-300 лет, проявившиеся в чередовании горизонтов эоловых песков и почв. В течение коротких фаз похолодания и аридизации климата формировались эоловые образования. Во время небольших периодов потепления и увлажнения (например, приблизительно с 1350 по 1560 годы) происходило закрепление песков растительностью и образование почв». По словам учёных, сейчас в Западной Сибири идёт фаза увлажнения климата.

Между льдов

 Сегодня глобальное потепление климата продолжается. 2016-й год по данным Всемирной метеорологической организации признан самым теплым за всю историю метеорологических наблюдений, 2017-й расположился на третьем месте, а в России, по данным Гидрометцентра, он стал самым теплым за всю ее историю. Сокращаются полярные льды. Рост температуры хорошо коррелируется с увеличением концентрация углекислого газа в атмосфере. В прошлом году она зафиксирована на уровне около 400 ppm, хотя в 1958-м, когда впервые начали делать такие измерения, она составляла всего 315 ppm, а её расчётный доиндустриальный уровень принимается в 280 ppm.

Если бы не парниковые газы (главный из которых — это пары воды), температура на Земле была бы ниже на 30 °C. То есть в среднем она составляла бы -15 °C.

«С ростом углекислого газа принято связывать процессы современного глобального потепления. Но, как известно по ледовым кернам из Антарктиды, в межледниково-ледниковом цикле происходили значительные изменения количества СО2 в атмосфере — от 180 ppm во время оледенений до 290 ppm в более теплые периоды, когда на климат не оказывалось никакого антропогенного влияния. В глобальных записях установлено, что рост температуры на 800 лет опережает повышение концентрации углекислого газа.

Увеличение СО2, по-видимому, связано с увеличением температуры воды в Океане, что приводит к освобождению углекислого газа из воды и метана из донных осадков. То есть, как и рост температуры, оно, скорее всего, зависит от естественных причин, о которых мы еще плохо знаем — отмечает Владимир Зыкин. — Недавно Генсек ООН А. Гуттериш назвал глобальное потепление главной угрозой всему человечеству. Несмотря на реальную опасность глобальных изменений климата, происходящих с высокой скоростью, их изучение ведется достаточно вяло. Непонятны ни причины, ни последствия. Принятая официально точка зрения на причины потепления, как отклик только на увеличение углекислого газа в атмосфере за счет сжигания углеродного топлива, значительно упрощает подход к пониманию происходящих глобальных изменений и не объясняет многие происходящие сейчас природные процессы. В последнее время количество специалистов в России, занимающихся эволюцией природных процессов, резко сократилось. Отсутствует общенациональная программа, координирующая усилия учёных. Отношение человечества к проблемам изменения климата хорошо отражает картина Питера Брейгеля старшего «Слепые», на которой шесть незрячих идут вдоль обрыва».

 

 

Источник Наука в Сибири

Прочитано 130 раз
Limon Tour World Guide Tranzito