Арктический «холодильник»
Контуры моря и суши в их современных очертаниях образовались лишь шесть тысяч лет назад. Примерно десять тысяч лет назад кончилось последнее великое оледенение. Сколько оледенений было до него в четвертичный, или, как его еще называют, антропогеновый (то есть породивший человека), период, мы не знаем. Лишь совсем недавно удалось установить, когда началось оледенение Арктики. Глубоководное бурение дна показало, что резкое похолодание и увеличение ледовитости произошло три миллиона лет назад. Именно тогда стал покрывать «ледяной лишай» территорию Гренландии, ледники появились в Исландии, и на суше, которой было в ту пору Баренцево море, также образовался огромный ледниковый щит. В ту же пору ледники покрыли горы Калифорнии, Памира, крайнего юга Южной Америки.
Сколько раз Арктика «размораживалась» и снова «замораживалась» в течение этих трех миллионов лет, установят лишь будущие исследования. Ясно лишь, что «размораживание» и «замораживание» происходило неоднократно. Амплитуда колебаний, размер ледяного покрова в Арктическом бассейне также точно не установлены. По мнению некоторых геологов и гляциологов, в сердце Арктики образовался единый массив материковых льдов, покрывающих нынешнюю область шельфа, а воды океана скованы были сплошными морскими льдами. Глубины до пятисот метров современного Северного Ледовитого океана были сушей, покрытой льдами.
«Только одно такое увеличение площади суши на севере Евразии должно было вызвать значительное увеличение континентальности и суровости климата. Однако вследствие этого изменилось бы направление Гольфстрима. Вероятнее всего, при таком низком положении береговой линии в Северной Атлантике приток атлантических вод в Арктический бассейн должен был или совсем прекратиться или быть крайне незначительным. Но если даже он и был, то должен был осуществляться значительно западнее (к западу от Шпицбергена), а изменение направления и объема вод Гольфстрима и площади Атлантики и Арктического бассейна должны были также очень сильно отразиться на увеличении континентальности климата севера Евразии и на значительном уменьшении осадков, особенно в ее восточных районах, — пишет Г. И. Лазуков в работе, посвященной оледенениям четвертичного периода и трансгрессиям, наступлениям моря на севере Евразии. — Нам кажется, что под северным полушарием, по крайней мере до 50–55 градусов северной широты, существовал в течение значительной части года устойчивый антициклональный режим. Огромные пространства севера Азии, конечно, не могли получать осадки в количестве, достаточном для зарождения и развития оледенения. При этом дефицит влаги в Сибири увеличивался бы по мере развития оледенения в Европе, так как одновременно с этим увеличивалась бы континентальность и сухость климата».
Ученые создают различные модели, позволяющие постигать механизм образования «ледяных лишаев», причем в большинстве из них находит подтверждение идея капитана Гернета о «самозарождении» ледников. Вот как объясняет колебания климата в последние три миллиона лет доктор географических наук Д. Д. Квасов.
Площадь суши в полярных широтах прямо влияет на оледенение: чем больше территории, ныне район полярного шельфа, выступали на поверхность, тем больше разрастался «ледяной лишай». Три миллиона лет назад он покрыл не только Гренландию и Исландию, но и шельф Баренцева моря. Мощный ледниковый щит преградил путь рекам, текущим с Восточно-Европейской равнины на север, — и они стали течь в сторону Каспия (действительно, есть данные, которые убедительно говорят о том, что Каспий в ту пору так сильно повысил свой уровень, что доходил до Уфы и Казани на севере, Ашхабада на востоке и Тбилиси на западе).
«Под влиянием антициклона над Баренцевым щитом климат умеренных широт стал холоднее и континентальней (по сравнению с предыдущим периодом). Континентальный же климат препятствует оледенению! Умеренное количество осадков не создает условий для накопления снега, а теплое лето способствует его быстрому таянию. И вот он, парадокс: в самые холодные эпохи ледникового периода в Восточной Сибири, например, не было сплошного оледенения. Таким образом, оледенение полярных широт долго спасало от оледенения умеренные широты! — Пишет Д. Д. Квасов. — Примерно полмиллиона лет назад уровень океана достиг положения, близкого к современному. Баренцев ледниковый щит, лишенный континентальной опоры, исчез, и в Скандинавии установился влажный морской климат: много осадков, прохладное лето — все, наоборот, крайне благоприятно для развития оледенения… “Ледяной лишай” растет до тех пор, пока не достигнет далеких южных районов — подножия Карпат, северной Украины, где высокое солнце уже не даст им продвигаться дальше. Рост Скандинавского ледникового щита оказывает охлаждающее влияние на климат всей Земли: в результате ледники покрывают также северный Урал, северо-запад Сибири, огромные территории Северной Америки».
Здесь действует как бы гигантский «ледниковый маятник». На образование материковых льдов уходит колоссальный объем воды. Уровень Мирового океана снижается на многие десятки метров (во время максимального развития оледенения, по разным авторам, он понижался на 90, 110, 150, 180 и даже 500 метров!). Воды становится меньше, суши — больше. И в первую очередь из-под воды выходят области грандиозного полярного шельфа.
«Баренцево море почти со всех сторон окружено островами — на востоке Новая Земля, на севере Земля Франца-Иосифа и Шпицберген, на западе маленький остров Медвежий. Все эти острова (кроме Медвежьего) покрыты ледниками, спускающимися до уровня моря, где от них откалываются айсберги. При снижении уровня океана образование айсбергов прекращается, ледники растут, пока не сливаются в единый Баренцев ледниковый щит. Часть его ложа остается все-таки ниже уровня моря, но кольцо островов удерживает щит как единое целое, — пишет Д. Д. Квасов. — Скандинавский ледниковый щит, разрастаясь в умеренные широты, снижает уровень океана, рождает Баренцев щит. На пути влажных западных ветров встает ледяной барьер, протянувшийся от Шпицбергена до Карпат. Значит, в конце каждого оледенения осадки на восточных и юго-восточных окраинах ледниковых щитов должны очень сильно сократиться. А это залог отступления ледника, начало межледниковья».
Скандинавский ледниковый щит начинает отступать, таять. Уровень Мирового океана повышается, климат становится влажным… и тем самым создаются условия для нового роста «ледяных лишаев», нового оледенения. Ключевую роль регулятора в этом, автоколебательном циклическом процессе играет Баренцево море, полагает Д. Д. Квасов. Сначала оно, незамерзающее и неглубокое, способствует прохладному влажному климату Скандинавии, тем самым давая начало оледенению умеренных широт, а затем на его месте возникает ледниковый щит, из-за которого оледенение прекращается.
По мнению других исследователей, ключевая роль принадлежит не Баренцеву морю, а подводным порогам, тянущимся от берегов Шотландии через Исландию к Гренландии и, подобно клапанам, то пропускающим, то преграждающим приток теплых вод Атлантики в Арктику. «Под весом льда современная Гренландия да и сама Антарктида очень глубоко вдавились в земную кору — во многих местах эти земли уже ниже уровня моря, — пишет С. В. Томирдиаро. — А вот Скандинавия, Исландия, Шпицберген ныне интенсивно поднимаются именно в результате недавней разгрузки от веса ледников. Вероятно, в межледниковые эпохи именно наземный ледник Северной Европы, погружая эту часть континента, способствовал погружению подводных порогов, что рано или поздно приводило к очередному прорыву теплых атлантических вод в Арктику. В результате плавучий ледяной панцирь оттаивал снизу и разламывался, климат резко теплел, и начиналось очередное межледниковье, подобное нашему времени». (По мнению Квасова, наоборот, мы живем в эпоху нового оледенения.)
Автор популярной книги не имеет права излагать одну гипотезу как последнее и окончательное слово науки, а другие считать неверными: вопрос о причинах оледенений очень сложен и спорен.
Взгляните на карту Арктики. Арктический бассейн почти со всех сторон окружен сушею. В прежние времена он был более изолирован от вод умеренных и теплых широт: в ту пору, когда земля Берингия, которой посвящена первая часть нашей трилогии, преграждала путь водам Тихого океана, единственный проход для теплых вод в «идеальный холодильник» Арктического бассейна был лишь на западе. А там, как известно, пролегла цепь мелководных порогов, которые могли быть препятствием для теплых атлантических вод.
Всегда ли на планете расположение суши и воды было таким, как ныне? Разумеется, нет. В эпоху оледенения огромные территории нынешнего шельфа были «мамонтовым материком».
Но шельф — это затопленные окраины материков. Сами же материки и океаны, по мнению многих ученых, в основных своих очертаниях неизменны на протяжении десятков и даже сотен миллионов лет, кора, слагающая материки, резко отличается от океанической коры, лишенной гранитного слоя. И эволюция земной коры, как полагает, например, крупнейший советский геоморфолог профессор О. К. Леонтьев, идет за счет постепенного сокращения площади океанов и увеличения площади материков.
Есть, однако, противоположная точка зрения. Океаны, как показали данные глубинного бурения на их дне, поразительно молоды с точки зрения истории планеты. Не удалось обнаружить осадков старше 150–180 миллионов лет ни в Атлантическом, ни в Тихом, ни в Индийском, ни в Северном Ледовитом океанах. Быть может, современные океаны образовались на месте древних материков, опустившихся под воду — Атлантиды, Пацифиды, Лемурии, Арктиды? Материковая кора, как считает член-корреспондент АН СССР В. В. Белоусов, могла с ходом лет преобразоваться в океаническую, и бывшая суша превратилась в дно современных океанов. Но для этого требуется не один десяток миллионов лет.
Долгое время Северный Ледовитый океан считался самым молодым из океанов планеты. Однако исследования геофизиков показали, что материковая кора распространена лишь на шельфе его морей. Что же касается самой котловины, разделенной подводными хребтами на секторы, то, как пишут американские исследователи Д. Оливер, М. Юинг и Ф. Пресс, «под океаническими глубинами нигде не обнаружено участков земной коры с континентальным строением». И если на месте Северного Ледовитого океана была когда-то Арктида (не «ледяная», исчезнувшая с окончанием последнего оледенения, и не арктический «мост» в виде надводных частей хребта Ломоносова, а целый континент), то гибель этой земли должна была произойти очень давно, ибо иначе материковая кара не смогла бы превратиться в океаническую, какую ныне находят исследователи на дне Арктического глубоководного бассейна.
Но, быть может, никакого превращения коры материков в океаническую не было вообще? Сторонники, теории дрейфа материков рисуют поистине удивительную картину рождения и эволюции «холодильника» — Северного Ледовитого океана.
Палеозой — эра «древней жизни», начавшаяся около 570 миллионов лет назад. Ничего похожего на Арктический бассейн еще не существует. Вокруг Северного полюса до пятидесятого и даже сорокового градусов северной широты простирается открытый океан, совершенно свободно общающийся с океанами тропических районов. Из трех древних континентов, что ныне окружают Арктический бассейн — Европейского, Сибирского и Северо-Американского, — первые два лежали в ту пору в южном полушарии, а третий — по обе стороны экватора.
Европа и Сибирь начинают в течение десятков миллионов лет дрейфовать в северное полушарие. Примерно 400 миллионов лет назад Северная Америка соединяется с Европой, Сибирь приплывает в широты между 30 и 60 градусами, но от Европы ее отделяет Уральский океан. Другой океан, в районе нынешнего Верхоянского хребта, отделяет Сибирь от Северной Америки. Северный полюс по-прежнему окружен открытым океаном, но между тремя континентами уже образовался обособленный бассейн — только не арктический, а субтропический, лежащий между 18 и 50 градусами северной широты.
Проходит более полусотни миллионов лет. Европа и Северная Америка объединяются и вместе с сохраняющей обособленность Сибирью перемещаются еще дальше к северу. Бассейн, лежащий между ними, также смещается севернее, из субтропиков в умеренные широты. Около трехсот миллионов лет назад все древние континенты, кроме Китайского, сливаются в единый суперматерик Пангею, Уральский океан исчезает, Сибирь соединяется с Европой. А бассейн, который они вместе с Северной Америкой окружали, превращается в широкий пролив. Будущий Арктический бассейн в это время лежит между 45 и 70 градусами северной широты.
Около двухсот миллионов лет назад Арктический бассейн перемещается в полярные широты, от 60-го до 90-го градуса северной широты, и Северный полюс оказывается уже не в открытом океане, а на окраине Арктического бассейна.
Затем начинается распад Пангеи: она распадается на Лавразию и Гондвану, которые разделяет новый океан — Тетис. Гондвана дрейфует на юг, а Лавразия перемещается в сторону Тихого океана. Арктический бассейн, сместившись севернее 70-го градуса северной широты, становится действительно арктическим. В его пределах лежит и Северный полюс.
Около семидесяти миллионов лет назад начинается разделение, Евразии и Северной Америки, причем Гренландия дрейфует вместе с Европой, составляет с ней одно целое. На северо-востоке, наоборот, Евразия и Северная Америка сближаются, и Арктический бассейн становится замкнутым. Таким образом, самые древние котловины Северного Ледовитого океана — это части дна Тихого океана, «отрезанные» от него дрейфующими континентами.
Уже около трехсот миллионов лет назад все пути, связывавшие Арктический бассейн с другими океанами, были закрыты. Лишь между Сибирью и Северной Америкой существовал широкий проход, который был закрыт блоком материковой коры — нынешней Колымой, своеобразным «микроконтинентом», придрейфовавшим из южных широт.
Японский ученый К. Фуджита подробно проанализировал строение Северо-Восточной Азии и пришел к выводу, что ее территория состоит из семи слившихся «микроконтинентов»: Новосибирский, включающий Новосибирский архипелаг и прилегающий шельф; Хрома — район устья Индигирки; Колымский; Кухтуй (район города Охотска); Чукотка; Камчатка; Охотский, на месте которого расположено нынешнее Охотское море.
Колымская плита пятьсот миллионов лет назад была островом в Тихом океане. Около двухсот миллионов лет назад она «придрейфовала» на север, приблизившись к Сибирской и Северо-Американской плитам. Спустя несколько десятков миллионов лет к ней передвинулась Новосибирская плита, до этого бывшая частью Канадского Арктического архипелага. Примерно сто миллионов лет назад Арктический бассейн стал замкнутым еще больше, но была связь с теплым Индийским океаном через мелководные моря в Западной Сибири. Окончательная потеря связей с теплыми океанами привела к началу ледникового периода в северном полушарии.
Естественно, что ученые, пытающиеся восстановить события, происходившие десятки и даже сотни миллионов лет назад, строят гипотезы, схемы, маршруты дрейфующих плит континентов и микроконтинентов весьма условно. Так, по мнению американских ученых М. Чуркина и Дж. Трекслера, Колымская плита продрейфовала последней и «заткнула» дыру между Чукотской и Сибирской плитами. Есть и другие варианты трасс перемещения плит.
Но как бы то ни было, все сторонники дрейфа континентов, да и не только они одни, приходят к выводу о том, что 70–100 миллионов лет назад Арктический бассейн был окружен — целиком или почти целиком — континентальными плитами. Однако он не был обособленным озером, так как сообщался с другими океанами через моря, ныне исчезнувшие и покрывавшие пространства Западной Сибири и центральных районов Северной Америки. И, несмотря на полярные широты, Арктический бассейн не был покрыт льдами, вечнозеленая растительность была распространена даже на широте Ленинграда и Магадана.
Около сорока миллионов лет назад Антарктида, осколок суперматерика Гондваны, отдрейфовала в район Южного полюса. Горы ее начали покрываться «ледяным лишаем», что вызвало похолодание, распространившееся по всей планете, в том числе и в Арктике. Затем Арктика вновь потеплела: вероятнее всего, считают сторонники теории дрейфа континентов, потому, что Гренландия откололась от Европы и образовался пролив, через который теплые воды Атлантики смогли проникать в северные широты.
Десять — пятнадцать миллионов лет назад «ледяной лишай» охватил всю Антарктиду. Неуклонно расширяющийся пролив между Европой и Гренландией пересекла цепь подводных, а потом и надводных вулканов. Из пучин морских поднялась Исландия, и теплым водам Атлантики был поставлен барьер: сам остров Исландия и обширное подводное плато, связанное с ним. «Идеальный холодильник» был включен, и началось постепенное, но неуклонное оледенение Арктики.
Картина, которую рисует теория дрейфа континентов, впечатляет своими масштабами и своей стройностью. Однако далеко не все ученые наших дней согласны с тем, что именно эта теория является «ключом» к загадкам Арктики и оледенений.
Мы говорили уже о том, что материки и зона шельфа сложены материковой — или континентальной — корой, а дно океанов образовано корой другого типа. Шельфовые моря мелководны, и шельф, как вы знаете, может становиться сушей, стоит только «ледяным лишаям» уменьшить объем воды в Мировом океане.
Какой мощности могут быть ледники и, соответственно, на сколько метров могут они понизить этот уровень? Называются разные цифры, от ста метров до пятисот. Но почему на дне Охотского моря лежат участки с материковой корой на глубинах в километр и более? Вряд ли здесь мы имеем дело с колебаниями уровня океана и ледниками. Скорее всего на такие глубины опустился большой блок суши — Охотия.