КНИГА ИМБРИ, ЛЕДНИКОВАЯ ТЕОРИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ КЛИМАТОВ

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

«Тайны ледниковых эпох»-первая в мире популярная книга, рассказывающая об истории и современном состоянии ледниковой теории, или теории древних оледенений Земли. Интерес к ней традиционно велик, он не ослабевает и сегодня: многие страны осуществляют специальные проекты, нацеленные на раскрытие тайн современных ледниковых покровов Арктики и Антарктиды, на выяснение масштабов, геологического возраста и причин оледенений прошлого. Ледниковая теория находит широкое применение в науке и практике, она уже успела стать неотъемлемой частью общей теории современной физической географии, без нее невозможно составить материалистическую картину окружающего мира и его эволюции.

Сведения о древних оледенениях широко используются при реконструкциях климата прошлого, они создают научную основу для прогноза природно-климатических изменений будущего, в частности для суждения о вероятности и примерных сроках начала нового оледенения. Такие данные нужны для расшифровки истории Мирового океана и глубоководного осад- конакопления, дрейфа литосферных плит, вертикальных движений земной коры, происхождения рельефа и поверхностных отложений суши. Они необходимы и для разработки научных основ хозяйственного освоения новых территорий и прибрежных акваторий, успешного поиска и рациональной организации добычи многих видов полезных ископаемых, проектирования строительства в районах Севера, осуществления комплекса природоохранных мероприятий.

Между тем советская литература по ледниковой теории и ее истории крайне бедна. Она исчерпывается несколькими статьями академика К. К. Маркова, написанными десятки лет назад, и небольшим числом публикаций, посвященных разного рода юбилеям- 80-летию и 100-летию выхода в свет книги П. А. Кропоткина, 50-летию Комиссии по изучению четвертичного периода и т. д. Ни одна из этих работ не давала сколько-нибудь полного обзора новейшич достижений ледниковой теории, не поставила ее современные проблемы в историческую перспективу. Данный пробел чувствительно сказывается на состоянии советской четвертичной геологии и палеогеографии, которые, как известно, все еще страдают определенной узостью и несовершенством теоретических основ. В связи с этим у нас до сих пор нередки рецидивы архаичных мари- нистских (антигляциалистских) представлений. Выход русского перевода «Тайны ледниковых эпох», несомненно, поможет преодолеть названные недостатки.

Несколько слов об авторах книги. Первый из них, профессор Джон Имбри,-всемирно известный морской геолог и палеоклиматолог, член Национальной академии наук США. Он совмещает руководство кафедрой океанографии Брауновского университета с исследовательской работой в Геологической обсерватории Jla- монта-Дохерти Колумбийского университета, является автором многих открытий, был инициатором и ведущим исполнителем проекта КЛИМАП, одна из главных целей которого состояла в реконструкции природных условий океана и континентов для холодного пика последней ледниковой эпохи, а также в установлении связей этих условий с периодическими изменениями земной орбиты. Советские ученые помнят его яркие выступления на Советско-американском симпозиуме по палеоклимату (Москва-Баку, 1976 г.) и на XI Конгрессе Международного союза по изучению четвертичного периода (ИНКВА), состоявшемся в 1982 г. в Москве. Второй автор, Кетрин П. Имбри, дочь Джона Имбри,-профессиональная писательница. Книга, созданная в итоге их сотрудничества, сочетает научную компетентность и глубину с совершенством литературной формы и увлекательностью изложения. Она хорошо иллюстрирована и, как всякий научный труд, снабжена справочным аппаратом - таблицей «Хронология открытий», кратким терминологическим словарем и списком литературы по данной проблеме, который достаточно подробен, чтобы быть полезным не только широкому читателю, но и специалистам- палеоклиматологам.

Книга Имбри во многом поучительна. Она дает богатый материал для размышлений каждому, кто интересуется развитием науки вообще, поскольку путь, пройденный ледниковой теорией, типичен для истории практически любой крупной научной идеи. Использовав огромный материал, авторы показали, как в ходе развития теории шло взаимодействие, взаимостимулирование разных звеньев исследовательского процесса: исходные гипотезы определяли постановку задач, эти задачи ускоряли разработку приборов и методов исследования, а они обеспечивали успехи в сборе фактического материала. Накопление такого материала заставляло искать новые методы его обработки, анализа, объяснения, после чего исходные гипотезы совершенствовались или изменялись, ставя на повестку дня новые проекты и программы, открывая исследователю такие горизонты, о которых он, начиная свой поиск, даже не мог догадываться... Вспомните, например, этапы, пройденные палеоклиматологией на ее пути к овладению методами реконструкции природных условий прошлого по глубоководным осадкам океана. Сначала Джеймс Кролль высказал мысль, что изменения климата должны были запечатлеться в этих осадках, а экспедиция на «Челленджере» подтвердила зависимость видового состава планктона от температур океанской воды. Возникшие при этом возможности подтолкнули конструкторов к созданию ударных трубок, а морских геологов-к их применению для массового сбора колонок глубоководных грунтов, что было сделано уже во время кругосветной экспедиции на «Метеоре». Появились колонки-потребовались методы их палеокли- матического анализа, а когда они были разработаны и применены, стало возможным и выделение в глубоководных разрезах ледниковых и межледниковых слоев. Этот успех стимулировал дальнейшее совершенствование трубок, разработку их поршневых моделей, с помощью которых можно было брать многометровые колонки, несущие с собой информацию не только о последнем крупном климатическом цикле, но и о Целой серии ледниковых и межледниковых эпох плейстоцена.

Но эту информацию надо было уметь читать-и возник импульс к началу нового витка научных поисков, на сей раз главным образом методических: как датировать древние слои, определять по ним палеотемпературы, изменения солености, глубин океана, его течений, суммарных запасов льда на материках планеты на разных этапах ее истории. Естественно, что успех таких поисков можно было обеспечить лишь при условии тесного взаимодействия полевых исследователей и конструкторов приборов, лабораторных аналитиков и широких теоретиков, геологов и химиков, биологов, гляциологов и специалистов по ядерной физике. Короче говоря, для этого успеха требовались комплексные, междисциплинарные исследования, требовались вклады специалистов из самых различных областей естественных и технических наук и, конечно, также специалистов из разных стран. Книга, столь же ярко показывает необходимость международного сотрудничества ученых. Достаточно вспомнить, как шведские инженеры создали поршневую трубку, а океанографы взяли с ее помощью длинные колонки донных грунтов, как американские исследовательские суда охватили такими работами все океаны, после чего интернациональные группы ученых в лабораториях Ламонта, Вудс-Хола, Чикагского, Кембриджского и других университетов приспособили для изучения колонок радиоизотопные, палеомагнитный, микропалеонтологические, изотопно-кислородный и прочие методы. Ведь именно так проводится большинство современных глобальных проектов: ученые США широко привлекали к работе по проекту КЛИМАП специалистов из СССР, Франции и других стран Европы, программа изучения Антарктического ледникового щита методами радиолокации выполняется согласованными усилиями гляциологов, физиков и летчиков из Англии, США, Дании, СССР, а один из ярчайших проектов наших дней - восстановление климатической истории последних 150000 лет на основе анализа керна из скважины, пробуренной на советской антарктической станции «Восток»,-осуществлен совместно советскими и французскими гляциологами.

И хочется сказать еще об одном достоинстве книги-о том, как она написана. Выше уже говорилось, что ее чтение увлекает, причем увлекает как настоящий детектив. Да она и есть детектив, поскольку в ней присутствуют и тайна, и поиски ее разгадки, поскольку это книга о приключениях - приключениях научных идей на их полуторавековом пути от первых догадок до построения современной теории, базирующейся на надежном фундаменте фактов. Авторы показывают, как эта теория обогащалась все новыми и новыми данными, как отдельные конкретные исследования, кажущиеся разрозненными, органично вплетались в ее ткань, так что и наблюдения Куклы за лёссовыми толщами Чехословакии, и работы Брёк- кера, Мэтьюза и Месолеллы по коралловым террасам Барбадоса нашли свое место в той головоломке-мо- заике, которую представляет концепция древних оледенений и климатов Земли.

Конечно же, в книге есть и недостатки, главный из которых, на наш взгляд, состоит в неполном, часто одностороннем показе новейших вкладов в ледниковую теорию, сделанных неамериканской, в частности скандинавской и особенно советской, наукой. Справедливости ради скажем, что это сознают и сами авторы. «Книга в ее современном виде,-писал Джон Имбри переводчику,- совершенно неудовлетворительно освещает роль русских исследований в развитии теории оледенений. Я ничего не мог поделать: моих знаний в этой области явно не хватало». Впрочем, мы и сами историю ледниковой теории в России знаем слабо, на что не раз обращал внимание К. К. Марков, который, в частности, писал: «Наши соотечественники мало потрудились, чтобы отметить и оценить гигантский труд, вложенный в развитие ледниковой теории русскими учеными». И коль скоро это так, то вправе ли мы ожидать от американских коллег того, чего не сделали сами?

Среди немногих работ, посвященных истории ледниковой теории в нашей стране, заслуживают особого внимания известная статья В. А. Обручева «Признаки ледникового периода в северной и центральной Азии (исторический очерк и сводка наличных данных)» и работа К. К. Маркова «Ледниковая теория в России». Но ни эти, ни другие работы по рассматриваемой проблеме далеко не исчерпывают тему, так что история ледниковой теории в нашей стране все еще ждет своего исследователя. Тем не менее и сейчас можно лишь поражаться тому вкладу в эту теорию, который был сделан русскими учеными. Ведь следует понимать, что в условиях огромной страны с труднодоступным и ненаселенным Севером и не менее труднодоступными горами установление даже таких фактов, как география следов прошлых оледенений, приобретало принципиальную важность.

Судя по историческим изысканиям К. К. Маркова, заметные успехи русской науки в области познания древних оледенений четко обозначились уже в 50-70-е годы XIX века, то есть в период становления ледниковой теории на Западе. Как и на Западе, большинство русских естествоиспытателей того времени стояли на позициях дрифтовой гипотезы: опираясь на опыт русских полярных мореплавателей, они объясняли присутствие эрратических валунов и штрихованных скал в Прибалтике и на севере Евразии действием плавучих льдов. Однако наряду с этими взглядами в первой половине прошлого века закладывались и основы теории материкового оледенения, что было связано с трудами К. Ф. Рулье, Г. Е. Щуровско- го, Б. Ф. Шмидта и П. А. Кропоткина.

Профессора Московского университета Рулье и Щу- ровский на протяжении многих лет изучали геологию окрестностей Москвы и более северных районов Русской равнины и уже к 1850-м годам пришли к определенному выводу о связи эрратических валунов и глыб, распространенных на этой территории, с деятельностью гигантских древних ледников, надвигавшихся с северо-запада. Взгляды Щуровского восприняли и впоследствии развили дальше Ф. Б. Шмидт и А. П. Павлов, слушавшие его лекции, и С. Н. Никитин, еще юношей участвовавший в его экскурсиях.

Геолог и географ Ф. Б. Шмидт стал гляциалистом в результате изучения поверхностных отложений северной Эстонии. Позже он распространил свои наблюдения на Русскую равнину, Западную Сибирь и Скандинавию, путешествовал в Альпах и других ледниковых областях. Его влияние испытали на себе многие современники, в том числе А. А. Штукенберг, описавший следы оледенения в окрестностях Петербурга, и П. А. Кропоткин, бывший спутником Шмидта в его путешествии по Финляндии. Ф. Б. Шмидт был первым исследователем ледниковых образований Прибалтики, Енисейского Севера, ряда районов Русской равнины, он занимался вопросами стратиграфии плейстоцена, а также ледниковыми шрамами, основной мореной, озами, друмлинами и ленточными глинами, то есть широким комплексом ледниковых форм рельефа. Он пришел к выводу, что ледниковые отложения в России простираются на юг до линии Рославль-Елец -Воронеж.

Особенно важную роль в становлении ледниковой теории в России сыграл П. А. Кропоткин. Еще в 1865 г. он посетил Восточную Сибирь и был первым исследователем, отметившим следы оледенения в Восточном Саяне. Спустя год он исследовал Олекминско-Витим- скую горную страну, опубликовав полный отчет об этих работах в 1873 г. В его отчете, как и в более ранних публикациях, прозвучал вывод о ледниковом периоде в Сибири, появились данные о следах геологической деятельности сибирских ледников-моренных грядах и ледниковых валунах. Его итоговое заключение гласило : «Факты, представляемые Олекминской горной страной, могут быть объяснены только при допущении ледников».

В 1874 г., подводя итоги своим наблюдениям в Северо-Западной Европе, П. А. Кропоткин сделал доклад Географическому обществу, в котором говорил: «Все валуны, рассеянные по средней и северной России, доставлены туда из Финляндии ледниками, а не плавающими льдинами, как это большей частью предполагалось доселе». Здесь же было высказано предположение, что ледниковый покров, существовавший в Восточной Европе, был сплошным и достигал Киева и Воронежа.

Но самое большое значение имел капитальный труд Кропоткина, созданный им в Петропавловской крепости, куда он вскоре был заключен,-двухтомные «Исследования о ледниковом периоде». Первый том «Исследований...» был напечатан в 1876 г. в Записках географического общества, он стал теоретическим обобщением многолетних исследований автора в Сибири и Северной Европе и оказал огромное влияние на взгляды нескольких поколений русских геологов и географов. В нем были подробно рассмотрены условия образования материковых ледников, объяснены причины их движения, показано воздействие льда на рельеф, введено понятие о ледниковом ландшафте. Таким образом, русские ученые К. Ф. Рулье, Г. Е. ГЦу- ровский, Ф. Б. Шмидт и П. А. Кропоткин заложили основы теории материкового оледенения в России и, как подчеркнул К. К. Марков, сделали это на материале собственных наблюдений и в общем независимо от главных публикаций О. Торелля, Дж. Гейки и других западных исследований.

Одновременно с утверждением теории покровных оледенений северных равнин появились доказательства ледниковой природы рельефа и поверхностных отложений горных стран юга России. Г. Н. Потанин указал на присутствие моренных гряд на Южном Алтае, А. А. Чекановский привел дополнительные доводы в пользу древнего оледенения хребта Восточный Саян, Н. А. Северцев обнаружил следы оледенения в Заилийском и Киргизском Алатау, а Г. В. Абих-на Кавказе. В 1880-х годах получают дальнейшее развитие и представления о покровном оледенении северных равнин, что связано с работами А. А. Ино- странцева, А. А. Штукенберга, а чуть позжа-В. В. Докучаева, С. Н. Никитина, И. В. Мушкетова, В. А. Обручева, П. А. Тутковского. Тогда же появились первые стратиграфические схемы, составленные на основе ледниковой теории А. П. Павловым, Н. И. Криштофови- чем и Н. Н. Боголюбовым; это направление успешно развивалось Г. Ф. Мирчинком, С. А. Яковлевым, В. Н. Сукачевым.

Важнейшей вехой в развитии ледниковой теории за послереволюционные годы стало начало исследовательской деятельности Комиссии по изучению четвертичного периода Академии наук СССР, созданной в 1927 г. по инициативе В. И. Вернадского. Ее первым председателем был А. П. Павлов, который еще в начале 1920-х годов установил многократность оледенений территории СССР и определил стратиграфическое положение материальных следов, оставленных первобытным человеком. После Павлова комиссию возглавляли Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, И. М. Губкин, В. А. Обручев, В. Н. Сукачев, Г. И. Горецкий, в настоящее время ее председателем является вице-президент АН СССР А. Л. Яншин.

Уже в 1928 г. комиссия начала свою экспедиционную деятельность и за несколько лет провела исследования палеолита Крыма (Г. А. Бонч-Осмоловский), ленточных глин и хронологии ледниковых событий на северо-западе СССР (К. К. Марков, И. И. Краснов), межледниковых образований Русской равнины (Г. Ф. Мирчинк, В. С. Доктуровский, В. Н. Сукачев), четвертичной истории Белого моря (М. А. Лаврова), бассейна Камы и средней Волги (Г. Ф. Мирчинк, В. И. Громов, К. К. Марков, Е. В. Шанцер и др.).

Этот период деятельности комиссии отмечен публикацией нескольких выдающихся работ, и среди них- «Поздне- и послеледниковой истории окрестностей Ленинграда на фоне поз дне- и послеледниковой истории Балтики» К. К. Маркова, уже упоминавшейся сводки «Признаки ледникового периода в северной и центральной Азии» В. А. Обручева, статей Н. Н. Урван- цева, В. И. Громова и других. В середине 1930-х годов центрами ледниковых исследований стали Геологический институт и Институт географии АН СССР, вскоре после этого появилась фундаментальная монография И. П. Герасимова и К. К. Маркова «Ледниковый период на территории СССР». Она подвела итог крупного этапа советских работ по ледниковой теории, включавших изучение как стратиграфии и палеогеографии ледниковых эпох, так и вопроса о причинах оледенений. Был сделан вывод, что главной предпосылкой развития оледенений и их чередований с межледниковьями были орбитальные изменения, то есть астрономические факторы, воздействие которых, однако, всюду преломляется через влияние конкретных географических условий, из-за чего пространственно- временные проявления оледенений могут быть очень неодинаковыми.

После Великой Отечественной войны в исследования древних оледенений включились новые научные коллективы, укрепились связи с зарубежными учеными, началось углубленное изучение районов современного оледенения Арктики и Антарктиды. Работы этого периода велись в нескольких направлениях: продолжалось подведение итогов прежних исследований, создавались основы новых подходов и методов. В этот период выходят «Основы геологии четвертичных отложений Русской равнины» С. А. Яковлева (1956), трехтомный «Четвертичный период» К. К. Маркова с соавторами (1965-1967), «Древние материковые оледенения Европы» А. А. Асеева (1974), несколько монографий по истории Европейского ледникового покрова, созданные коллективами авторов под руководством И. П. Герасимова; в серии монографий «История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока», выпущенных по инициативе Сибирского отделения АН СССР, были рассмотрены региональные проблемы древних оледенений восточной части СССР.

Одновременно анализировались результаты радиоуглеродного датирования позднеплейстоценовых и го- лоценовых отложений (Н. В. Кинд, Л. Р. Серебрянный и др.), создавались и совершенствовались способы па- леомагнитной корреляции осадочных толщ (А. Н. Храмов), формировалась отечественная школа изотопно- кислородного анализа (Р. В.'Тейс, С. Д. Николаев и др.), разрабатывались методы получения данных о палеоклимате путем микропалеонтологического анализа наземных (В. П. Гричук, М. И. Нейштадт, Н. А. Хотинский) и морских (А. П. Жузе, М. С. Ба- раш) осадков.

Особенно важную роль сыграли работы А. П. Жузе и М. С. Бараша, способствовавшие включению океана в сферу исследований оледенений и климатов прошлого. А. П. Жузе сделала решающий вклад в развитие диатомового анализа глубоководных осадков и применила его для целей климатостратиграфичес- кого расчленения отложений диа северо-западной части Тихого океана и дальневосточных морей. Этот метод позволил реконструировать сдвиги границ природных зон Мирового океана при переходах от межледнико- вий к оледенениям и обратно. А М. С. Бараш первым провел реконструкции плейстоценовых температур поверхностной толщи океана по комплексам планктонных фораминифер, включенным в донные осадки. Еще в 1964 г., то есть раньше Джона Имбри, он начал использовать данные по структуре таких комплексов для получения количественных характеристик термики умеренной и субтропической части Атлантического океана, а теперь, когда его группа пополнилась рядом новых сотрудников (Н. С. Блюм, Е. В. Иванова, Н. С. Оськина и др.),-таких же характеристик Тихого и Индийского океанов.

Еще одно новое направление ледниковой теории, успешно развиваемое в нашей стране (Н. М. Чумаков), связано с изучением древнейших доплейстоценовых оледенений. Эти работы позволили выяснить несколько принципиальных вопросов, ранее остававшихся без ответа, в частности дать оценку глобальной климатической роли дрейфа литосферных плит, проследить влияние этого дрейфа на изменения океанских течений и климата, получить данные о климатической зональности далекого прошлого и об условиях образования ряда важных видов минеральных ресурсов. И прежде всего-помогли лучше понять место плейстоценового холодного периода в контексте климатической истории Земли, определить соотношение длительности ледниковых и теплых неледниковых интервалов этой истории за последний миллиард лет (). Как следует из расчета Н. М. Чумакова, доля ледниковых интервалов составила лишь 18% от всего этого огромного периода времени.

Некоторые наиболее существенные вехи из истории становления ледниковой теории в СССР мы включили в приложение (хронологию открытий), что было сделано по просьбе Джона Имбри.

В последние годы советские палеоклиматологи и гляциологи сосредоточили свои усилия на поиске природных механизмов, с помощью которых астрономические факторы преобразуются в изменения глобального климата. Как следует из заключительного раздела книги и приложения, это представляет наиболее актуальную проблему ледниковой теории. В СССР создаются физические и математические модели, позволяющие анализировать взаимодействия в системе «оледенение - океан - атмосфера», расширяются работы по численному моделированию указанных взаимодействий на ЭВМ. Однако наряду с этим не теряют значения и традиционные исследования, направленные на выяснение масштабов древних оледенений, баланса массы, температурного режима и климатических условий существования ледниковых покровов прошлого. Ведь совершенно ясно, что от решения вопросов о том, приурочивалось ли древнее оледенение лишь к суше или охватывало также огромные пространства полярных континентальных шельфов Евразии и Северной Америки, или, скажем, был ли Полярный бассейн ледникового времени открытым или покрывался мощным шельфовым ледником, зависят многие общетеоретические положения. И в этой области нами сделано немало: достаточно вспомнить гипотезу о Панаркти- ческом ледниковом покрове, выдвинутую в конце 1970-х годов и ставшую стимулом для новых исследований, или только что представленные доказательства покровного оледенения Новосибирских островов и окружающего шельфа, заставляющие пересмотреть всю концепцию древних оледенений и климата восточного сектора Советской Арктики. Наши взгляды до сих пор имеют противников, однако они получают все новые подтверждения и гармонично вписываются в общую картину эволюции Северной полярной области в плейстоцене.

Итак, ледниковая теория в нашей стране, развиваемая русскими и советскими учеными и питаемая фактами, собранными главным образом на ее территории, проделала практически тот же путь, что и вся мировая наука о ледниковых эпохах. Изучая историю этой науки, легко убедиться, что на разных ее этапах мы были где-то впереди, где-то шли в ногу, а где-то отставали, совершали ошибки. Мы думаем, что эту книгу с пользой прочтут не только географы, геологи и любители природы и естественных наук, но также специалисты, занятые освоением природных богатств страны. И надеемся, что для них она будет не только интересным чтением, но и принесет реальную пользу.

К содержанию книги: Джон Имбри - Тайны ледниковых эпох