ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ

ИСТОРИЯ ДРЕВНИХ КЛИМАТОВ ЕВРАЗИИ. Климат докембрия. Осадочные образования глубокого докембрия архея и протерозоя

Историю развития древних климатов попытаемся проследить на примере Евразии — самого крупного и разнородно построенного материка планеты, в пределах которого как в настоящее время, так и в прошлом были представлены все основные типы климатов (приложение к главе 7). Поэтому палеоклиматические выводы на примере Евразии имеют и общепланетарное значение. К тому же Евразия и самый северный материк планеты; климат ее был наиболее динамичным вследствие похолодания, распространявшегося от полюса.

ДОКЕМБРИЙ

Геологические данные для заключений о климате докембрия весьма ограниченны. Породы этого возраста сильно метаморфизованы и инъецированы гранитным материалом; органические остатки в них отсутствуют. Суждения о климатах докембрия основываются исключительно на литогенетических типах отложений и особенностях их эволюции.

Осадочные образования глубокого докембрия (архея) отличает преимущественное распространение отложений мономиктового типа: чистых кварцитов, высокоглиноземистых и кремнисто-железистых осадков, представляющих собой конечные продукты глубокого химического выветривания и совершенной химической дифференциации, достигавшейся в процессе переноса и седиментации. Эти осадки накапливались в море, воды которого были очень теплыми и кислыми.

Атмосфера архея состояла большей частью из паров воды. Она была плотной и тяжелой, а облачный покров сплошным и мощным, непроницаемым для солнечных лучей. На поверхности Земли царил мрак.

Большое содержание в атмосфере кислых дымов и высокая температура (около 100° С) делали ее химически агрессивной, способной производить полное разложение пород древнейшей суши.

Недоокнсленность соединений железа в отложениях архея и отсутствие в них сульфатов показывают, что кислорода в атмосфере этого времени не было.

Эволюция фациальных типов глиноземистых и железистых осадков, которые к началу протерозоя переходят из зоны открытого моря в зону прибрежного мелководья, свидетельствует, что воды Мирового океана в архее постепенно нейтрализуются, их восстановительный потенциал и температура падают.

К началу протерозоя основная масса паров воды, находившейся в атмосфере, конденсируется; мрак постепенно рассеивается, сменяясь густой тенью.

Содержание кислых дымов, аммиака и метана в атмосфере резко падает, соответственно поднимается значение в ней углекислого газа. Появляются также азот и кислород, но еще в количествах, не оказывающих влияния на геохимические процессы.

В протерозое огромного размаха достигло накопление доломитов и известняков, в которых оказались связанными большие массы атмосферного углекислого газа.

Широко распространяются и приобретают породообразующее значение первые организмы — бактерии и сине-зеленые водоросли. В результате их фотосинтетической деятельности атмосфера насыщается биогенным кислородом и становится в основном азотно-кислородной.

Массовое появление кислорода существенно изменило течение многих геохимических процессов. Происходит дальнейшее ограничение подвижности железа, марганца и алюминия, которые теперь стали создавать полностью окисленные труднорастворимые соединения, накапливающиеся частью в континентальной, частью в прибрежно-морской обстановках.

Широкое распространение получают гематитовые руды; формируются первые красноцветные толщи. Сера, до того существовавшая в виде самородного элемента и сероводорода, начинает окисляться, образуя сульфаты.

В связи с дальнейшим понижением температуры, окончательным выпадением кислых дымов, продолжающейся конденсацией паров воды и утратой части углекислого газа (захороненного в карбонатных толщах) агрессивность атмосферы падает еще больше, вследствие чего химическое разложение пород суши сменяется выветриванием, уже близким к современному тропическому. Облачный покров утоняется, местами в нем появляются разрывы, где локально устанавливается ролнечный климат.

В отложениях позднего протерозоя, датируемых 1 млрд. лет (гурон) и 600 млн. лет (синий), во многих областях обнаружены тиллитоподобные породы, трактуемые обычно как следы мощных оледенений.

Однако ледниковая природа этих пород однозначно не доказана. Они могут оказаться отложениями селевых потоков, возникавших при грандиозных ливнях протерозойской эры.