Как бы то ни было, а климат Земли в антропогене изменялся с катастрофической амплитудой и с очень длительной периодичностью. Во время крупных похолоданий объём воды, изъятой из океанов и связанной ледниковыми покровами, достигал 30 млн. км3, в результате чего уровень мирового океана понижался на 100 м и более, обнажая огромные пространства суши. В периоды же межледниковых потеплений ледники отдавали океану изъятую их него воду, и она заливала части континентов, превосходя современный уровень океана на 50–60 м.
В ледниковые периоды происходили мощные смещения климатических зон. В северном полушарии арктический пояс достигал 500 северной широты в Европе и 400 в Северной Америке. Огромные пространства земной поверхности вплоть до этих широт покрывались мощными ледниковыми щитами. Наличие таких огромных щитов дополнительно усиливало похолодание, поскольку они отражали значительную часть солнечной радиации и препятствовали прогреву Земли солнечным теплом. Морозы с температурами минус 30 – минус 70 °C вымораживали теплолюбивую растительность, способствовали выживанию лишь таких видов животных, которые обладали мощным покровом шерсти. По существу, наступали «марсианские» периоды в истории Земли.
Все климатические пояса, кроме арктического, в ледниковые эпохи сильно сужались и смещались к югу, в сторону экватора. Например, умеренный пояс становился в два раза уже современного.
Исследования ледниковых отложений в Баварских Альпах, проведенные немецкими геологами А. Пенком и Э. Брюкнером, выявили четыре сменявших друг друга ледниковых периода, разделенных периодами межледниковья и оставивших явные «свидетельства» о своём существовании в виде комплексов геологических отложений. Авторы исследования присвоили периодам оледенений названия в соответствии с названиями четырёх небольших рек, в долинах которых были обнаружены ледниковые отложения. Так сложилось ставшее вскоре классическим представление о четырёх ледниковых периодах, охвативших территории Европы и Северной Америки. По названиям альпийских рек они были названы гюнцским, миндельским, рисским и вюрмским оледенениями.
Оледенения Восточной Европы не совсем полно, но всё же соответствуют классификации А. Пенка и Э. Брюкнера. Например, окское оледенение в Восточной Европе, приблизительно соответствующее миндельскому в Альпах, покрывало значительной толщей льда территории вплоть до устья Камы и юга Беларуси. В это же время миндельское оледенение охватывало подножья Судет и Карпат.
Самым жестоким в геологоклиматической истории было рисское оледенение, на Русской равнине в связи с исследованиями на местах возникновения получившее название Днепровско-Московского, а на территории США – Иллинойского. Оно длилось приблизительно от 240 до 180 тыс. лет до нашей эры, т. е. в течение 60 тыс. лет. Оледенели огромные пространства Евразии и Северной Америки, толщина льда достигала 4–5 км, всё пространство нынешних США, Евросоюза и России вплоть до 480 северной широты на десятки тысяч лет превратилось в подобие современной Антарктиды.
Межледниковые эпохи были связаны с длительными потеплениями и для них был характерен относительно мягкий климат. Арктический пояс сдвигался к полюсам, другие пояса соответственно расширялись и перемещались к северу в Северном полушарии и к югу в Южном. Таяние многокилометровых ледников высвобождало огромное количество вод, что приводило к затоплению огромных пространств суши и повышению уровня мирового океана, который в свою очередь затапливал низменные края континентов. Жуткий холод сменялся Мировым потопом, что приносило с собой всё новые испытания для жизни на суше. Но после каждого такого испытания жизнь возрождалась в обновлённых формах и направлениях развития.
Разлившиеся воды подпитывали почву, возникало множество озёр и болот, реки выходили из берегов и становились чрезвычайно полноводными. Ледниковые моренные отложения сменялись озёрными и болотными отложениями, в которых современные исследователи находят многочисленные остатки некогда благоденствующих растительных и животных организмов. Жизнь перестраивалась и бурно развивались. Ледники сохранялись лишь на пространствах Антарктиды, Гренландии и Северного Ледовитого Океана, а во многих нынешних пустынях с чрезвычайно засушливым климатом благодаря повышению влажности в периоды межледниковий расцветала растительность и процветала разнообразная жизнь.
На пространствах, ранее занятых ледниками, бурно развивалась теплолюбивая растительность и соответствующие представители животного мира, а виды, узко приспособленные к выживанию в условиях мерзлоты, вымирали или меняли способы приспособления. Хладостойкие виды сохранялись в арктических регионах, а при новых наступлениях ледников они осваивали новые пространства и заселяли их. И наоборот, новые ледниковые периоды приводили к вымиранию, миграции или изменению приспособительных механизмов теплолюбивых растений и животных.
Такая цикличность распространялась на десятки тысячелетий, в течение которых происходила жестокая борьба между косной материей планеты, управляемой мобилизационной структурой ядра, и мобилизацией на выживание колоссального разнообразия живых организмов, подвергаемых жестокому воздействию стихийных сил неживой природы. Жизнь вышла из этой борьбы обновлённой и способной к дальнейшему прогрессу, а планета изменила свой облик и стала более приспособленной к жизни в результате большего разнообразия и более совершенной саморегуляции биосферы.
Оледенения создавали связи между обособившимися континентами как вследствие образования твёрдого ледяного покрова, так и по причине снижения уровня океана, обнажавшего новые участки суши. В результате происходила миграция жизни из Европы в Северную Америку и Африку, из Северной Америки в Южную – и обратно. Этот постоянный обмен порождал новое единство биосферы. Именно благодаря ему древние люди расселились по всей планете и сделали её первым космическим телом, покорённым человечеством.
Вюрмское оледенение, достигшее своего пика около 20 тысяч лет назад, оказалось последним. Около 14–15 тысяч лет назад оно сменилось глобальным потеплением. Похолодания и колебания климата всё еще продолжались, однако они носили кратковременный характер и не приводили к сдвигам климатических поясов.
В результате возникло явление так называемого климатического оптимума, создались относительно комфортные условия для развития биосферы и человека.
10.7. Химическая эволюция Земли
Химическая эволюция Земли вплетена в её геологическую историю и берёт начало из её протопланетного прошлого. Геохимическая эволюция является продолжением и преобразованием космохимической эволюции. Космохимия, изучающая химическую эволюцию в космосе, происхождение и развитие химических элементов в звёздах, вскрыла механизмы образования тяжёлых элементов из более лёгких в недрах звёзд путём синтеза ядер в их термоядерных топках. Выше мы описали путь последовательного преобразования химических элементов в ядрах звёзд посредством ядерных реакций, исходной их которых является превращение водорода в гелий. Естественно, что значительное богатство химических элементов накапливается лишь в очень старых звёздах, поскольку для «выплавки» последовательного ряда элементов необходимо весьма значительное количество превращений и очень длительное время.
Отсюда и проистекает исходная, первоначальная проблема геохимии, науки о химической структуре и эволюции Земли. Эта проблема заключается в объяснении того, откуда берётся свойственное планетам и, в частности, Земле, богатство и разнообразие химических элементов, из которых в процессе химической эволюции возникает и огромное богатство и разнообразие химических соединений, полезных ископаемых, природно-ресурсного потенциала, без которых было бы немыслимым развитие на Земле жизни и человеческой цивилизации.
Понятно, что планеты тем и отличаются от звёзд, что их ядрам не хватает давления и температуры, необходимых для запуска механизмов термоядерного синтеза, а значит, они сами по себе неспособны к выработке того многообразия химических ресурсов, которые хранятся в их недрах и на поверхности. Свойственная Земле и другим планетам радиоактивность с присущими ей ядерными реакциями не может быть первоисточником сложных и тяжёлых элементов, поскольку она ведёт к преобразованию таких элементов в более простые, т. е. обусловливает направление эволюции, как раз обратное тому, которое присуще термоядерному синтезу в недрах звёзд.
Отсюда и следует общепринятое в настоящее время решение исходной геохимической проблемы, заключающееся в том, что исходным разнообразием химических элементов формирующиеся планеты, в том числе и Землю, снабдили взрывы сверхновых звёзд. Действительно, это очень старые звёзды, способные накопить в своих недрах все элементы таблицы Менделеева, а в процессе своего катастрофического распада с огромной скоростью «расплескать» накопленное богатство по всем направлениям на огромные расстояния, насыщая им и протозвёздные, и протопланетные облака.
