ВНОВЬ ТЕОРИЯ МИЛАНКОВИЧА

Смотрите также:

ДРЕВНЕЕ ОЛЕДЕНЕНИЕ И ЖИЗНЬ

Великое оледенение

Как часто были ледниковые эпохи в истории Земли...

Люди эпохи великого оледенения - Рисское

Климатические условия ледниковых эпох

Где были ледники на территории России

Сколько длилась ледниковая эпоха

Ледниковые периоды. Причины оледенений

История оледенений Евразии ...

Климаты Четвертичного периода, плейстоцена

Как мы уже указывали, к 1969 году большинство ученых разочаровались в теории Миланковича, что произошло главным образом под влиянием результатов радиоуглеродного датирования ледниковых отложений. Лишь очень немногие продолжали поиски путей проверки достоверности теории. Среди этого меньшинства был и Роде Фейрбридж- геолог, выполнивший детальные исследования древних уровней океана. Особенно большое значение Фейрбридж придавал наблюдениям на южном побережье Австралии, где он обнаружил девятнадцать параллельных песчаных валов, которые маркировали древние береговые линии, образованные на тех этапах истории океана, когда уровень был выше современного. Валы располагались на равных расстояниях друг от друга, и, хотя определить их возраст не представлялось возможным, данный факт позволял думать: повышения и снижения уровня океана подчинялись регулярному ритму. Фейрбридж, естественно, знал, что колебания уровня океана были связаны с появлением и таянием ледниковых покровов, поэтому он увидел в древних береговых линиях Австралии свидетельство того, что и сами ледниковые эпохи повторялись через равные интервалы времени. Причем в его глазах эти факты и следствия приобрели роль весомого довода, свидетельствовавшего в пользу правильности астрономической теории древних оледенений. «Мне пришло в голову, - писал он впоследствии,-что механизмы, предложенные Миланковичем, выглядят весьма логично, и астрономические циклы, образующие основу этой теории, имели примерно ту самую продолжительность, которая лучше всего подходит для объяснения песчаных валов южного побережья Австралии».

Доводы Фейрбриджа казались довольно правдоподобными, однако его оппоненты тут же указали, что они носят чисто качественный характер и фактическая продолжительность циклов колебаний уровня океана остается совершенно неясной. В самом деле, какому из астрономических циклов они соответствовали - 41000-летнему, связанному с периодическими изменениями наклона земной оси, или 22000-летнему, обусловленному явлением прецессии, или не тому, не другому, а какому-то особому циклу иной продолжительности? Стало ясно, что данные о древних уровнях океана можно будет использовать для проверки теории Миланковича лишь в том случае, если станет известен их возраст. Между тем все береговые валы, о которых писал Фейрбридж, были заведомо древнее 40000 лет, откуда следовало, что их возраст лежал за пределами возможностей радиоуглеродного метода.

Однако к тому времени уже началась вторая революция в методах датирования геологических образований. В нескольких геохимических лабораториях подходили к концу разработки методов абсолютной геохронологии, использовавших не радиоуглерод, а радиоактивные изотопы урана, тория и калия. И вскоре появился целый десяток новых методов, точность которых зависела от типа и возраста датируемого материала. Так, например, если калиево-аргоновый метод позволял получать сравнительно точные результаты для вулканических пород практически любого возраста, то другой метод, использовавший радиоактивный элемент протактиний, мог давать лишь приблизительные данные и был пригоден только для глубоководных илов с возрастом менее 150000 лет.

В 1956 году Джон Бэрнс с коллегами из Лос-Ала- мосской лаборатории разработали ториевый метод датирования, пригодный для получения точного возраста древних коралловых рифов-при условии, что они не старше 150000 лет. Этот метод оказался особенно перспективным для датирования береговых линий океана, и именно ему было суждено создать первую реальную возможность для критической проверки теории Миланковича.

Одним из лидеров этой революции в датировании стал Уоллес Брёккер. С 1952 года, когда он поступил в аспирантуру Колумбийского университета, Брёккер целиком посвятил себя проблеме уточнения геологического календаря. Будучи специалистом-геохимиком, он сначала занялся применением радиоуглеродного метода для определения возраста событий позднего плейстоцена. Брёккер стал одним из тех, кто вместе с Эриксо- ном, Кальпом и Воллином смог убедит! геологов, что короткий интервал времени, имевший место около 11 ООО лет назад, был переломным моментом в истории глобального климата. С этим интервалом стали связывать такие события, как резкое падение уровней озер в аридной области юго-запада Северной Америки, быстрое отступание ледниковых покровов и скачкообразное поднятие уровня океана. А в начале 1960-х годов Брёккер с группой студентов занялся совершенствованием ториевого метода и его применением для датирования образцов, возраст которых лежит за пределами возможностей метода, использующего радиоуглерод.

В 1965 году Брёккер выступил на международном конгрессе в Боулдере, штат Колорадо, с обзорным докладом о состоянии изученности колебаний уровня Мирового океана. Теперь, говорилось в докладе, мы можем наконец установить на геологической шкале времени, которая до сих пор была лишь относительной, некоторое число строго фиксированных точек. Брёккер, действительно, уже имел возможность рассказать о ряде важных результатов, так как вместе со своим учеником Дейвидом Тёрбером он успел датировать древние рифы атолла Эниветок, островов Флорида-Кис и Багамских островов. Судя по этим результатам, около 120000 лет назад уровень океана поднимался на шесть метров выше современного. Кроме того, они (точнее, лишь одна датировка) позволяли предполагать, что еще одно повышение этого уровня имело место 80000 лет назад-до отметки, остававшейся невыясненной. Бреккер составил график, судя по которому три эпизода высокого стояния океана-современный и два других, отстоявших от него на 80000 и 120000 лет,- довольно точно совпадали с тремя из четырех инсоля- ционных максимумов, рассчитанных Миланковичем для 65° северной широты. И хотя Брёккер назвал свой анализ предварительным, он выразил уверенность, что уже в ближайшие годы должны появиться вполне определенные данные по хронологии колебаний уровня океана.

Весной того же 1965 года профессор Брауновского университета Робли Мэтьюз сел в самолет, чтобы отправиться на крошечный карибский остров Гренада. Среди группы курортников, предвкушавших беззаботные - недели отпуска на теплом море, он был единственным, кто летел по делу. Будучи специалистом по известнякам, Мэтьюз занимался процессами порообразования в этих породах, что чрезвычайно существенно для формирования коллекторов нефти. И отправился на Гренаду, прослышав о том, что известняковые скалы острова могут быть хорошим объектом такого исследования.

Самолет сделал посадку на острове Барбадос, и Мэтьюз с удовольствием заметил, что он изобилует выходами известняков. Когда же он увидел Гренаду, то еще до посадки понял: полученная им информация неверна. Остров слагался толщами вулканических пород, среди которых известняки практически отсутствовали. Поэтому он с первым же обратным рейсом вернулся на Барбадос.

С высоты птичьего полета видно, что береговая зона острова отчетливо террасирована и местами напоминала гигантскую многоступенчатую лестницу, причем на обрывистых уступах террас можно было наблюдать просто великолепные известняковые обнажения. Поэтому Мэтьюз вернулся в свой университет довольным: он не сомневался - прекрасный район для будущих полевых исследований найден.

Взявшись за литературу по геологии Барбадоса, Мэтьюз быстро узнал, что вокруг вопроса о происхождении его террас уже не первый год идут споры. Все исследователи считали, что остров находится в состоянии прерывистого поднятия. Согласно одной гипотезе каждый этап такого поднятия, сопровождавшийся осушением определенной полосы прибрежной зоны, приводил к тому, что населявшие ее кораллы гибли, а у новой береговой линии, уже на более низком уровне, другие кораллы начинали строительство новых рифов. Таким образом, по этой гипотезе, каждая коралловая терраса острова представляет собой след отдельного этапа рифообразования, связанный с особым эпизодом в истории колебаний относительно уровня океана. А по другой гипотезе, все террасы были выработаны действием волн в едином древнем рифовом массиве. Ее сторонники считали, что при поднятиях острова новые рифы не образовывались, а волновая эрозия, или так называемая абразия, формировала террасу за террасой на все более низких уровнях.

Мэтьюз поставил перед собой задачу: разрешить этот спор и выяснить, как возникли террасы острова- за счет последовательного прироста новых рифов или в результате «чистой» абразии. Летом того же года он вернулся на Барбадос, пригласив с собой аспиранта по имени Кеннет Месолелла. Практически на каждой террасе Мэтьюз и Месолелла могли наблюдать обнажения известняков с хорошими разрезами древних коралловых рифов. В ряде мест им встретились древовидные колонии коралла Acropom palmata, которые еще сохраняли свое прижизненное положение. А в немногих метрах от берега, в море, живые представители того же вида деятельно наращивали мелководные рифы, совершенно неотличимые от коралловых построек, обнажающихся в обрывах террас. Еще не кончилось лето, а Мэтьюз и Месолелла, облазив выходы известняков острова, пришли к убеждению, что все его террасы образовались в результате поэтапного, последовательного нарастания кораллов и что каждая из них представляла особую генерацию рифов, связанную с каким-то одним конкретным уровнем океана. Для удобства описания они пронумеровали террасы снизу вверх, начиная с Террасы I.

Другой профессор Брауновского университета, Томас Матч, предложил использовать данные о высотах и возрасте террас Барбадоса для изучения истории колебаний уровня океана. И хотя Мэтьюз сомневался, что его любимый остров, носящий все признаки молодого поднятия, пригоден и для этой цели, он все же убедил Брёккера провести датирование нескольких образцов, взятых им с барбадосских террас.

Какой риф следует датировать первым? После некоторых колебаний Мэтьюз решил послать образцы кораллов из первой и третьей генераций рифов, с Террас I и III. Брёккер, Джон Годдард и аспиранты Дейвид Тербер и Телунг Ку принялись за работу. К лету первые лабораторные измерения были закончены, возраст рифов оказался равным 80000 и 125000 лет. Естественно, Бреккер был очень доволен: эти результаты прекрасно совпали с датировками, которые ранее он получил по кораллам с Багамских островов и островов Флорида-Кис, и, как и те, довольно хорошо соответствовали по времени обоим инфляционным максимумам, указанным Миланковичем для периода последних 130000 лет.

Однако когда Брёккер узнал, что в промежутке между двумя датированными террасами Барбадоса имеется еще одна, Терраса II, от его благодушия не осталось и следа. Он потребовал образцы с этой- промежуточной - террасы и, датировав их, получил ее возраст, который оказался равным 105000 лет.

На инсоляционной кривой, рассчитанной для 65 северной широты, особого пика, приходящегося на 105 000 лет назад, не было, поэтому Бреккер обратился к другим кривым Миланковича. И очень скоро ему удалось сделать важное открытие: на кривых, построенных для низких широт, в частности для 45 северной широты, присутствовали отчетливые пики, которые имели возраст, соответствующий датировкам всех трех барбадосских террас: 82000, 105000 и 125000 лет!

Чему же научил этот опыт? До Брёккера сторонники теории Миланковича, имевшие дело с материалами по средним широтам, обращали внимание, по существу, лишь на кривую по 65 северной широты. Как известно, она отражала в первую очередь эффекты изменений в наклоне земной оси, и потому ее пики повторялись через каждые 40000 лет. Однако в низких широтах возрастало значение и другого астрономического фактора-22 000-летних циклов прецессии, причем возрастало настолько, что они начинали заметным образом модулировать эффекты изменений наклона оси. Таким образом, датировки, полученные для коралловых террас Барбадоса, позволили предполагать, что палеоклиматическая роль циклов прецессии была намного важнее, чем допускал сам Миланкович.

Эти выводы были опубликованы в 1968 году, а через несколько лет они были подтверждены данными независимых исследований, проведенных на Новой Гвинее и Гавайских островах (). Одним из их главных следствий было возрождение общего интереса к теории Миланковича: ведь Брёккер, Мэтьюз и Месолелла с фактами в руках показали, что астрономическая теория, вернее ее усовершенствованный вариант, который учитывал эффекты прецессии, смогла дать объяснение эпизодов высокого стояния океана, имевших место 82000, 105000 и 125000 лет назад ().

Однако оживление интереса к теории Миланковича еще не значило ее прочного признания. Сами Брёккер и Мэтьюз указывали, что совпадение датировок, полученных для трех коралловых террас, со значениями расчетного возраста трех инсоляционных пиков могло быть случайным, а вовсе не причинно-следственным, как они предполагали. Чтобы убедительно подтвердить астрономическую теорию, надо получить более длинную цепочку подобных совпадений, которая бы исключила статистическую вероятность их случайности. Настоятельно требовался новый геологический календарь-гораздо более длинный, чем шкала времени, которую удалось получить с помощью ториевых датировок древних коралловых рифов.

К содержанию книги: Джон Имбри - Тайны ледниковых эпох