Какие ледниковые периоды известны в истории Земли?

Дело в том, что ничего вечного и стабильного во Вселенной нет. У Солнца есть циклы усиления и ослабления свечения. Земля под влиянием гравитации остальных планет может немного повернуться (измерить свой эксцентриситет, угол наклона оси вращения относительно плоскости орбиты), может немного приблизиться к Солнцу или отдалиться от него. Так говорит теория.

Увы, на практике, на базе наблюдений, мы не можем сказать ничего наверняка — нормальные научные наблюдения за Солнцем ведутся всего около пары веков. При циклах усиления или ослабления светимости Солнца с периодами в десятки тысяч лет этот срок наблюдений крайне мал, чтобы с уверенностью что-то утверждать. Исследуя древние слои льдов Антарктиды и Гренландии, ученые могут сделать определенные выводы о погоде в периоды, когда эти слои льда возникли — несколько сотен тысяч лет, даже несколько миллионов лет назад.

Согласно полученным косвенным данным, ученые могут делать выводы об оледенениях нынешней кайнозойской эпохи. Данные о предыдущих оледенениях ученые получают, исследуя древние осадочные породы.

Полученные данные, после обработки при помощи математических моделей поведения Земли, позволяют сделать предположительные выводы о давнем прошлом Земли и о причинах Великих оледенений в истории планеты. Ученые лишь строят предположения, не более.

Единой причины для эпох Обледенения нет, тут множество факторов. Периодическое уменьшение светимости Солнца накладывается на изменение орбиты Земли и ее наклонения на этой орбите: более слабые лучи Солнца меньше греют поверхность Земли, изменение состава атмосферы приводит к большему оттоку тепла из атмосферы в космос, возникшие ледники отражают все больше тепла, температура снижается, что приводит к увеличению площади ледников. Чтобы прервать этот круг увеличения площади ледников, необходимо усиление активности Солнца и изменение состава атмосферы (увеличение в ней доли парниковых газов). Когда это происходит, ледники начинают таять и ледниковая эра заканчивается.

• Считается установленным, что первое Великое оледенение, раннепротерозойская ледниковая эра (или гуронское оледенение) началась 2.4 миллиарда лет назад. Длилось это оледенение 300 миллионов лет.

Из-за чего это оледенение началось? Предположительно, первоначальной причиной явился фотосинтез. В океанах тогда было много водорослей, которые при помощи фотосинтеза потребляли углекислый газ и метан — газы, которые обеспечивали атмосфере тогдашней Земли мощный парниковый эффект. Ученые считают, что в то время Солнце давало на 15−20% меньше тепла, чем в наше время. При резком уменьшении парникового эффекта Земля начала остывать.

Во время гуронского оледенения Земля замерзла почти вся, только возле экватора оставались не замерзшие океаны. Шло время — десятки миллионов лет. Вулканы продолжали выбрасывать в атмосферу метан и углекислый газ, Солнце стало греть сильнее — постепенно Земля снова согрелась, ледники растаяли.

• Тепло на Земле было долго, целый миллиард лет. Но 900 миллионов лет назад начался криогений, второй Ледниковый период, который продлился 250 миллионов лет. Его причины нам точно неизвестны.

Ученые спорят о том, что в ту эпоху континенты располагались возле экватора, что мешало теплым течениям выносить тепло в полярные области. Моря высоких широт, замерзнув зимой, не имели шанса получить тепло из экваториальных областей и растаять — напротив, год за годом лед там только увеличивался. При этом чем больше была площадь ледникового покрова, тем больше солнечных лучей отражались в космос, еще больше охлаждая планету.

Возможно, что одной из причин оледенения был и фотосинтез морских водорослей: потребляя углекислый газ, они лишали атмосферу планеты защитного экрана парникового эффекта.

Криогений был ужасен — даже на экваторе температура днем редко поднималась выше -20 градусов Цельсия, а на полюсах ледники покрывал и «сухой лед», замерзшая углекислота. Сверхтолстые глетчерные ледники сползали в океаны, достигая глубины в 2000 метров. Выжили в то время только бактерии, хотя есть предположение, что до криогения уже существовали первые многоклеточные существа. Но 635 миллионов лет назад начался эдиакрий и Земля снова оттаяла.

• Прошло время, и начался третий период оледенения — палеозойское оледенение. Началось оно 460 миллионов лет назад, а закончилось 230 миллионов лет назад. Это оледенение было не очень сильным — если его сравнивать с криогением и гуронским оледенением.

Однако окончание этого оледенения сопровождалось массовым вымиранием животных: погибло 70% видов, населявших сушу, и 96% обитателей моря. Над причинами этого массового вымирания ученые спорят. Полагают, что при потеплении активировались метановые газогидраты, выпустив в атмосферу много метана, состав атмосферы неожиданно и сильно изменился, что и привело к гибели животных.

• Наконец 34 миллиона лет назад началось нынешнее оледенение, кайнозойское (или лавразийская гляциоэра). Некогда зеленый континент Антарктида скрылся под ледником толщиной в несколько километров. Около 10 миллионов лет назад ледник покрыл Гренландию.

Так что четвертая Ледниковая эпоха сегодня только начинается. Несколько десятков тысяч лет назад (по геологическим масштабам — совсем недавно) ледник толщиной в несколько километров покрывал территорию Евразии до Киева и Волгограда, а сегодня вроде бы все закончилось, в наше время остались ледники в высоких широтах обоих полушарий. В северном полушарии покровное оледенение простирается до 60 градуса с.ш., а морской ледяной покров — до 43−46 градусов с.ш.

Однако ученые говорят, что сейчас настал период межледниковья, ледники не исчезли, они остались на крайнем Севере Америки и Евразии, в Антарктиде и Гренландии. Они могут и должны вернуться. Куда со временем качнется маятник — неизвестно…