Свидетельства ледников

Ледники — это естественные скопления льда, медленно движущиеся вниз по склону или долине. Их наступление и отступление указывает на изменение климата. В настоящее время ледники тают очень быстро. По этой динамике можно предположить, что они полностью исчезнут к 2100 г. По мере их отступания будет сокращаться летний речной сток, недостаток воды скажется на орошении и гидроэнергетике. Более того, исчезновение вечной мерзлоты увеличит эрозию почв и оползневые процессы. Отступание ледников носит глобальный характер. Оно наблюдается в Андах и в Альпах, уменьшается ледяная шапка горы Килиманджаро в Африке. В 1953 г. первый покоритель Эвереста Эдмунд Хиллари разбил базовый лагерь у подножия Гималаев. А к 2002 г. ледник отступил на 5 км. Таяние ледников может сильно повлиять на климат Европы. Гольфстрим поддерживает здесь мягкие климатические условия но сравнению с другими территориями на этих же широтах. Если ледники и айсберги растают, мощность течения увеличится в Северной Атлантике и произойдет мощный температурный скачок.

Вид сверху. Это ледник на острове Элсмир (Канадский Арктический архипелаг). В прошлые ледовые периоды ледники покрывали обширные территории Северного полушария. Поскольку значительная часть поверхностных вод суши заключалась в ледовых щитах, уровень океана был ниже нынешнего.

Панорама ледника. На фоне ледника в Национальном парке в Патагонии (Аргентина) туристы кажутся совсем крохотными. Сейчас площадь ледников заметно сократилась, они остались лишь в высоких широтах, а в прошлом занимали обширные территории. В последний ледниковый период они покрывали большую часть Северной Америки.

Вулканы и климат

После 100-дневного извержения вулкана Кракатау в 1883 г. была установлена взаимосвязь между крупными извержениями и неблагоприятными изменениями погоды. Мощный выброс пепла и газов в верхние слои атмосферы вызвал глобальное снижение температуры воздуха, которое продолжалось в отдельных местах не один год. Предполагают, что в результате мощного извержения пепел и газ попали в стратосферу и находились там несколько лет. Пепел отражал поступающую солнечную радиацию обратно в космос, снижая таким образом воздействие солнечных лучей на Землю. Впервые такое влияние на глобальное изменение климата было отмечено Бенджамином Франклином после извержения в Исландии в 1783 г.

Непредсказуемый элемент.При вулканических извержениях происходит мощный выброс пепла и сернистого ангидрида в верхние слои атмосферы. Сернистый ангидрид вступает в реакцию с водяными парами, в результате чего образуется плотный туман, который может находиться в стратосфере годами. Этот туман поглощает часть солнечной радиации, но еще большую отражает в межзвездное пространство. Происходит повышение температуры стратосферы и охлаждение лежащей ниже тропосферы, Если извержение достаточно сильное, то подобный эффект может длиться годами.

Глобальное похолодание.В середине июля 1991 г. на Филиппинах про-изошло извержение вулкана Пинатубо, сравнимое по мощности с извержением Кракатау. 20 млн т сернистого ангидрида превратились в атмосфере в серную кислоту, и эта взвесь быстро распространилась вокруг земного шара. По некоторым оценкам, температура воздуха понизилась на 0,5 °С. Уровень содержания аэрозоля в атмосфере оставался высоким по крайней мере два года, возможно замедляя процессы глобального потепления.

Распространение аэрозолей. На снимках слева показано распространение вулканических аэрозолей после извержения вулкана Пинатубо. Верхний снимок сделан неделю спустя — количество аэрозолей нормальное, с небольшим увеличением над Индийским океаном. Фото ниже — спустя 10 недель, аэрозоли распространились практически по всему земному шару. В апреле 1992 г., почти год спустя, космический аппарат запечатлел восход солнца над темной полосой аэрозоля, выброшенного при извержении вулкана (фото внизу). 

Напоминание из прошлого.Тонкий слой пепла, выброшенного при извержении вулкана Пинатубо, обнаружен в стратосфере на высоте 15 тыс. м. Около 10,5 км3 продуктов вулканической деятельности распространилось вокруг Земли. Из-за присутствия в воздухе вулканической пыли цвет неба стал более бледным, а восходы и закаты Солнца окрасились в интенсивный красный цвет.

Выбросы сернистого ангидрида.В настоящее время считается, что выбросы сернистого ангидрида в значительно большей степени влияют на изменение температуры, чем выбросы пепла. При извержении вулкана Эль-Чичон (Мексика), которое произошло через два года после извержения вулкана Сент-Хеленз в США, в атмосферу было выброшено такое же количество пыли, как и в первом случае, а сернистого ангидрида значительно больше. До 1970-х гг. количественные оценки выбросов продуктов вулканической деятельности не производились, но предполагают, что их объем при извержении вулкана Тамбора на юге острова Борнео (Калимантан) в 1815 г. был колоссальным. После этого извержения температура воздуха снизилась на 2—3 °С, что привело к продовольственной катастрофе, сопровождавшейся мятежами во Франции, голодом в Швейцарии и неурожаем в Америке.

Ледниковые эпохи

Ледниковые эпохи, или ледниковья, наступали каждые 200 млн лет и продолжались миллионы и даже десятки миллионов лет. Во время каждого такого периода обширные ледники покрывали большую часть суши, а различия в температуре воздуха на полюсах и экваторе не были столь заметны. За прошедшие 2 млн лет льды наступали и отступали пять раз. Последнее отступание ледников произошло уже в голоцене, на памяти человечества.

Среда, окружающая человека.Третий и наиболее длительный период кайнозойского оледенения оказал огромное влияние на развитие человека. Примерно 2,5 млн лет назад в Африке травы, характерные для сухого и более прохладного климата, распространились южнее нынешней Сахары, вытеснив влаголюбивые тропические деревья. Палеонтологи считают, что эти изменения окружающей среды повлияли на эволюцию человечества. Около миллиона лет назад наши предки вышли из Африки и начали заселять Старый Свет.

Замерзшее время. Ледники Антарктиды содержат в себе свидетельства климатических эпох, возраст которых достигает 420 тыс. лет. Толщина годовых слоев фиксирует количество осадков, а химический анализ льда определяет температуру, при которой они выпадали. По пузырькам воздуха, замерзшим во льду, судят о составе атмосферы, кислотность — показатель вулканической активности; пыль — мерило ветровой деятельности. Образцы льда Гренландии «рассказывают» о том, что 10 тыс. лет назад климатические условия были весьма непостоянными.

Переживший оледенение. Амбровое дерево исчезло в Европе во время ледниковых периодов, но уцелело в Северной Америке, Резкое похолодание климата в результате глобального оледенения 650 тыс., лет назад стерло с лица земли многие виды растений и животных на всех континентах. В Европе итогом последовательного наступления ледников стало исчезновение видов, которые встречаются теперь в США и Китае. Кроме амбрового дерева это еще актинидия китайская, плоды которой называются киви, и тюльпанное дерево.

Погребенные тайны истории. Существование ледниковых периодов подтверждается данными геологии, а именно большими скоплениями грубого обломочного материала, которые называются моренами, в долинах рек, по которым тысячи лет назад медленно двигались потоки льда, 1,8—2,7 млрд. лет назад ледники покрывали обширные территории, Затем, вероятно, на Земле стало теплее, и они исчезли на 800 млн лет. Около 1 млрд. лет назад, в позднем докембрии, четко выделяются три периода оледенения. Последний ледниковый период достиг своего максимума 18 тыс. лет назад.

Луис Агассис.В 1837 г. швейцарский натуралист Жан Луи Агассис (1807—1873) выдвинул гипотезу о наличии ледниковых периодов в истории Земли. К мысли об их существовании его подтолкнули полевые исследования в Юрских горах (Швейцария). Он обнаружил там огромные гранитные валуны, оказавшиеся в 100 км от места своего происхождения. Только ледники могли проделать такую работу, а значит, в прошлом здесь было значительно холоднее. Даже скептики не смогли не согласиться, что Земля действительно некогда находилась в объятиях жестокой зимы.