Общая характеристика, стратиграфические подразделения и стратотипы

Название "четвертичные породы" (как и "третичные") было предложено в 60-х годах XVIII в. итальянским ученым Ардуино для обозначения новейших образований Северной Италии - нано­сов р.По и ее притоков. Объединение их в наиболее молодую, четвертичную систему сделано в 1829 г. бельгийским геологом Ж.Денуайе. А.П.Павлов в 1922 г. предложил именовать четвертич­ный период "антропогеном" (от греч. антропос - человек и генос - происхождение), подчеркивая

ТеЙ СаМЫМ, ЧТО Именно ЭТОТ отрезок времени связан С появлением и развитием человека. Однако,

как теперь установлено, первые предки человека появились еще в миоценовую эпоху. Ранее счита­лось, что в четвертичном периоде существовало единое однофазное оледенение, поэтому ему при­сваивалось название "ледникового", периода. Официально принято сокращенное название четвер­тичного периода "квартер".

От более древних четвертичный период отличается рядом особенностей. Во-первых, необы­чайно малой длительностью - 1,8 млн. лет - по сравнению с более древними, что, впрочем, есте­ственно в связи с его незавершенностью. Во-вторых, присутствием в отложениях четвертичной системы остатков человека и его культуры. В-третьих, резкими и многократными изменениями климата, а значит, и природных условий в целом, а также особенностей денудации и осадконакоп-ления. Похолодания приводили к периодическому возникновению в полярных и приполярных об­ластях покровных оледенений, в умеренном поясе - горных оледенений и развитию увлажнения в низких широтах. В эпохи потеплений и межледниковий площади, покрытые льдом, сокращались, а в низких широтах усиливалась засушливость. В-четвертых, осадочный чехол, сформированный в течение четвертичного времени, имеет иное распространение, как на поверхности суши, так и на дне морей и океанов. В-пятых, осадочным образованиям четвертичного возраста свойственны сложное строение разреза, пестрота фаций и быстрая изменчивость литологического состава, от­носительная кратковременность формирования и небольшая мощность при сравнительно высокой скорости осадконакопления.

В XIX в. принципы расчленения четвертичной системы были неясны и только в первое деся­тилетие XX столетия А. Пенк и Э. Брюкнер разработали первую схему ее стратиграфии, выделив четыре отдела. Учитывая малую продолжительность периода, в основном литолого-климатичес-кий принцип расчленения, в индексы были введены не арабские, а римские цифры. В основу схе­мы А. Пенка и Э. Брюкнера было положено выделение чередующихся в разрезе ледниковых и межледниковых отложений (табл. 16). Этот палеоклиматический принцип расчленения широко использовался в дальнейшем при изучении и детальном расчленении четвертичных отложений в Евразии и Северной Америке. На основе этого принципа были составлены различные стратигра­фические схемы четвертичной системы.

 

Ввиду того, что в начале XX в. четвертичная фауна и флора были еще слабо изучены, эти схе­мы не имели палеонтологического обоснования. В основе их разработки лежал дополнительный Геоморфологический метод, основывающийся на том, что морены и флювиогляциальные отложе­ния разного возраста располагаются в рельефе на разных уровнях. Чем морена древнее, тем гип­сометрически выше она располагается. Отсутствие биостратиграфических критериев привело к тому, что расчленение четвертичной системы, обоснование стратиграфических границ и корреля­ция удаленных разрезов проводились довольно условно.

Впоследствии детальное изучение остатков млекопитающих и восстановление путей мигра­ции, определение направленности их эволюции позволили перейти к созданию стратиграфии чет­вертичных отложений на основании палеонтологических данных. Особое внимание привлек свои­ми возможностями спорово-пыльцевой метод, благодаря которому в ряде случаев удалось провес­ти расчленение и сопоставление толщ, в которых отсутствовали остатки фауны и отпечатки расте­ний.

Таким образом, при расчленении четвертичных отложений исследователи использовали два различных подхода: палеоклиматический (климатостратиграфический) и биостратиграфический (палеонтологический). Вместе с тем надо особо подчеркнуть, что принципы стратиграфического расчленения четвертичной системы, определение объема, содержания и терминологии всех ее подразделений остаются предметом непрекращающейся до сих пор дискуссии.

Одни исследователи в основу стратиграфического расчленения кладут палеоклиматические критерии, другие основывают свои выводы только на эволюции млекопитающих. Одни оценива­ют продолжительность всего четвертичного периода в 700-750 тыс. лет, другие - в 1,8-3,4 млн. лет. Однако большинство все-таки склоняется к тому, что нижнюю границу четвертичной системы следует проводить на уровне 1,8 млн. лет. Эта группа исследователей предложила включить в чет­вертичную систему апшеронский горизонт верхнего плиоцена и именовать его эоплейстоценом.

До конца 40-х годов XX столетия нижняя граница четвертичной системы проводилась под отложениями, которые содержат признаки материкового оледенения. Считалось, что такие отло­жения располагаются на уровне 0,7-0,75 млн. лет. Однако на XVIII сессии Международного гео­логического конгресса В Лондоне В 1948 Г. было рекомендовано понизить границу четвертичной

системы до уровня в 1,8 млн. лет. Это было подтверждено на XXIV сессии МГК В 1972 Г. В Мон­реале и на сессии INQUA в Москве в 1982 г. Однако Межведомственный стратиграфический ко­митет (МСК) СССР в 1963 г. рекомендовал сохранить нижнюю границу четвертичной системы на уровне 0,7-0,75 млн. лет.

Долгое время четвертичную систему делили на два отдела: плейстоцен и голоцен. Термин " "плейстоцен" (греч. плейстон - наиболее) был предложен Ч. Ляйелем в 1839 г. для четвертичного отдела третичной системы. Впоследствии это название стало синонимом четвертичной системы

Голоцен (греч. голёс - весь и цэнос - новый) был выделен Э. Огом в качестве верхнего отдела чет­вертичной системы. В 1963 г. МСК СССР принял решение отменить название "отделы" ввиду не­совместимости их по объему и продолжительности с отделами других систем. После этого вместо отделов употреблялось название "отложения". Так, выделялись нижне-, средне-, верхнечетвертич­ные и современные отложения.

В 1995 и 1998 гг. бюро Межведомственного стратиграфического комитета, согласно решению ICS - Международной комиссии по стратиграфии (Пекин, 1996), постановило следующее:

1. В целях увязки с Глобальной шкалой четвертичной системы (1989) выделить в составе чет­
вертичной системы два надраздела - плейстоцен и голоцен.

2. В составе нижнего надраздела установить два раздела:

а) эоплейстоцен в объеме от 1,8 до 0,8 млн. лет и б) неоплейстоцен (соответствующий плей­стоцену в прежней схеме) - в объеме от 0,8 до 0,01 млн. лет.

3. В соответствии со сложившейся практикой в эоплейстоцене выделяются два звена - ниж­нее и верхнее, в неоплейстоцене - три звена - нижнее, среднее и верхнее (см. табл. 3 и 4).

В настоящее время наряду с климатостратиграфическим методом для расчленения и корреля­ции используются палеонтологический, литологический и геохронологический, в частности ра­диоуглеродный, методы. В последнее время широкое применение нашел палеомагнитный метод;

Подразделения четвертичной системы показаны в табл. 16.

Органический мир

Животный и растительный мир четвертичного периода близок к современному. Изменения, которые происходили в составе и расселении животных и растений, были связаны с изменениями природной среды, вызванными чередующимися похолоданиями и потеплениями. Во время оледе­нений холоднолюбивые формы мигрировали в сторону экватора, и во внеледниковой зоне наряду с представителями южной фауны и флоры распространены формы, жившие в приполярной тунд-рово-таежной полосе. Во время межледниковий миграция происходила в обратном направлении. В это время сильно расширялись области распространения тропической, субтропической, умерен­но-теплой фауны и флоры, а в отдельные, наиболее теплые отрезки времени, исчезали представи­тели тундровых ассоциаций.

Характерной особенностью развития флоры в течение плейстоцена было неоднократное ее

изменение и приспособление к похолоданиям В умеренных И СубтрОПИЧеСКИХ ШИрОТЭХ, СОГфОВОЖ-

давшееся обеднением видового и родового состава, исчезновением вечнозеленых и широколи­ственных форм и расширением ареалов травянистых сообществ.

в животном мире заметные изменения происходили в составе млекопитающих, особенно хо-ботных и копытных, населявших Северное полушарие. В течение плейстоцена в результате много­кратных смен похолоданий и потеплений вымерли многие теплолюбивые животные и появились приспособленные к жизни в суровых условиях. Особенно усилился процесс вымирания в эпоху максимального - днепровского - оледенения,.произошедшего на территории Восточно-Европейс­кой платформы.

н и В конце плиоцена и в самом начале четвертичного периода на юге Восточной Европы обита­ло много теплолюбивых форм, среди которых были мастодонты, южные слоны, слон Громова,! гиппарион, саблезубый тигр, этрусский носорог и др. В это же время на юге Западной Европы - кроме перечисленных жили гиппопотамы и страусы. Однако в течение раннего плейстоцена, за­долго до начала максимального оледенения, состав животного мира стал сильно меняться. Осо­бенно значительные изменения произошли в эпоху указанного выше днепровского оледенения, когда теплолюбивые животные стали перемещаться далеко к югу. В этом же направлении смеща­лись границы распространения растительных ассоциаций. В днепровскую ледниковую эпоху на равнинах Восточной Европы южнее границы ледника в перигляционных областях наряду с оленя-•ми, волками, лисицами, бурыми медведями впервые появились такие животные, как шерстистый носорог, мамонт (рис. 70, цв. вкл.), мускусный овцебык, белые куропатки, лемминги. Все они были обитателями холодных областей. Из-за резкого и сильного похолодания стали вымирать ра­нее жившие на этой территории теплолюбивые организмы, в том числе и гигантские носороги, разнообразные эласмотерии, носорог Мерка, пещерные львы, медведи и гиены. Холод в горных областях Кавказа, Крыма, Карпат, Альп и Пиренеев способствовал переселению животных с вы­сокогорий в долины. В Крыму появились белая куропатка, песец, заяц-беляк, северный олень, по­лярный жаворонок. Мамонты и шерстистые носороги (рис. 71, цв. вкл.) стали обитать на юге Ев­ропы. Они заселили всю Западную и Восточную Сибирь, проникли в Северную Америку. Изоля­ция способствовала сохранению прежней фауны в Австралии, Южной Америке, Центральной и Южной Африке. Однако периодически наступавшие похолодания приводили к существенному обеднению фауны.

В конце плейстоцена - начале голоцена вымерли хорошо приспособившиеся к условиям су­рового климата мамонты*, шерстистые носороги, большерогие олени. В Северной Америке исчез­ли крупные млекопитающие и среди них ленивцы и мастодонты.

Наиболее важное событие четвертичного периода - стремительное развитие человека. Полу­ченные в последние десятилетия материалы дали возможность разрешить некоторые проблемы времени и места зарождения древнего человека. Долгое время исследователи считали, что праро­диной человека была Азия. Открытия второй половины XX века (Л.Лики и др.) выяснили, что наиболее вероятным местом появления древнего человека была Восточная Африка.

Предковой формой ископаемых людей были австралопитеки (рис. 72, цв. вкл.), принадлежа­щие семейству гоминид. Они встречены только на африканском континенте. Впервые они появи­лись в Восточной Африке около 5 млн. лет назад. Все известные находки остатков австралопите­ков сосредоточены в пределах Великих Африканских грабенов - крупной рифтовой системы, со*-стоящей из цепи впадин, осложненных поднятиями и занятых озерами. В течение плиоцена здесь господствовал теплГый и влажный климат и неоднократно происходили извержения вулканов, ко­торые сопровождали рост рифтовой системы.

Природные условия благоприятствовали здесь пышному развитию органического мира, в ко­тором немаловажная роль принадлежала гоминидам. Австралопитеки постепенно освоили прямое хождение и стали всеядными. В процессе эволюции среди австралопитеков (которые не являются людьми) появились формы, давшие впоследствии начало виду, получившему название Homo habilis - человек умелый. Находки, оцениваемые в 2,6 млн. лет, свидетельствуют, что представите-. ли этого вида начали использовать примитивно обработанные гальки в качестве орудий.

Следующим звеном в развитии гоминид являются архантропы, которые многими исследова­телями считаются предками современных людей. Они появились также в Восточной Африке, но уже около 1,4-1,2 млн. лет назад оттуда мигрировали на другие континенты. Наиболее широко из­вестными представителями архантропов являются питекантропы (рис. 73, цв. вкл.). Время их су­ществования носит название раннего палеолита. Классические находки остатков питекантропов сделаны на о. Ява. Они встречаются в Китае, Венгрии и Германии. Возле остатков питекантропов в Восточной Африке обнаружены каменные орудия в виде ручных рубил. Обработанные камни и следы костров найдены в пещере вместе с остатками синантропов недалеко от г. Пекина. Находки остатков питекантропов в Восточной Африке самые древние, а все остальные нахОДКИ ИМбЮТ бо­лее молодой возраст. Скорее всего, питекантропы развивались вплоть до миндельского времени, т.е. до 350-400 тыс. лет назад.

В ряде районов обнаружены остатки ископаемого человека, обладавшего переходными при­знаками от архантропов к палеоантропам. Судя по находкам в пещере Азых в Азербайджане и районе Арго во Франции, эти люди использовали ручные рубила и широко применяли огонь. По степени рбработки каменных изделий археологи выделяют ашельскую культуру. К палеоантропам относятся также неандертальцы, которые появились около 350 тыс. лет назад и существовали до середины вюрма, т.е. около 35 тыс. лет назад (рис. 74, цв. вкл.). Они обитали на значительно боль­шей территории, чем архантропы. Остатки неандертальцев часто обнаруживают в умеренных и южных широтах Европы. По степени обработки орудий эта археологическая культура стоит выше ашельской и носит название мустьерской.

Представители мустьерской культуры обитали в примитивных жилищах, построенных из дере­вьев и костей на открытых пространствах. Погребения носителей мустьерской культуры сохранили следы ритуальных действий. Время существования палеоантропов называют средним палеолитом.

Неоантропы {Homo sapiens) - люди современного типа - сменили палеоантропов в середине вюрма, т.е. около 35-40 тыс. лет назад во время позднего палеолита. Неоантропы жили в южных и

По последним данным, мамонты жили и в голоцене. Радиоуглеродные датировки остатков мамонта, найденного на о.Врангеля, дают значение приблизительно 3700 лет!

средних широтах Евразии, но иногда появлялись в северных районах. Они проникли в Америку, Австралию и на многочисленные острова Тихого, Атлантического и Индийского океанов.

Уже первые неоантропы мало чем отличались от современных людей (рис. 75, цв. вкл.). Они быстро и хорошо приспособились к жизни как в жарких, так и в холодных условиях. Неоантропы достигли значительных успехов в технике обработки камня. У них появились костяные изделия, предметы изобразительного искусства, в частности наскальные рисунки, статуэтки, гравировка по кости, примитивные музыкальные инструменты, украшения, предметы культа. Люди, жившие в суровых климатических условиях и при периодически наступавших похолоданиях, стали исполь­зовать меховую одежду. Кроманьонцы являются представителями древних неоантропов.

В различных климатических зонах произошло разделение сообществ людей по видам добычи продуктов питания. Люди, занимавшиеся в основном охотой, объединились в специализирован­ные племена. Они строили жилища из деревьев и костей, прикрывали их ветвями и звериными шкурами. Уклад жизни, бытовые и хозяйственные элементы у охотничьих племен были иными, чем у тех, которые занимались собирательством плодов и растений.

Около 13-15 тыс. лет назад палеолит сменился мезолитом. В это время началось энергичное отступание материковых льдов. Климатический оптимум способствовал расширению благоприят­ных для жизнедеятельности людей территорий. Люди приобрели возможность осваивать припо-ЛЯрные районы. В мезолите хозяйственный уклад племен еще более усложнился. Появились лук и стрелы, люди занялись одомашниванием животных, возникли первые скотоводческие И земле-дельческие племена.

Граница мезолита и неолита (так же, как и граница палеолита и мезолита) колеблется в ши­роких пределах. От 6 тыс. лет назад до 13 тыс. лет (на Дальнем Востоке) произошел переход от мезолита (кратковременный переходный этап) к неолиту, т.е. к новому каменному веку. В это вре­мя люди научились обжигать глину и появились предметы из керамики. В неолите кочевой образ жизни племен сменился оседлым. Возникли земледельческие культуры. Охотничьи и рыболовные хозяйства сменились земледельческими и скотоводческими. Около 5 тыс. лет назад появились первые бронзовые изделия, 3-2,5 тыс. лет назад началась эпоха железа.

Ввиду того, что костные остатки ископаемых людей встречаются довольно редко и к тому же дают возможность охарактеризовать только более или менее крупные стратиграфические рубежи в рамках четвертичного периода, для стратиграфических целей важное значение имеют следы раз­личных культур каменного века. Они совместно с остатками животных и растений, а также палео­географическими реконструкциями дают возможность разработать более детальные корреляцион­ные схемы.

Природные условия

При характеристике природных условий четвертичного периода важное значение имеют два фактора. Это периодическое наступление ледниковых эпох и сменяющих их межледниковий. В течение четвертичного периода обширное материковое оледенение периодически охватывало Се­верное полушарие. Центрами оледенений стали Балтийский и Канадский щиты, которые полнос­тью перекрывались почти трехкилометровой толщей льда. Гигантский ледниковый купол, покры­вавший высокие и средние широты, вобрал в себя огромный объем воды морей и океанов, что привело к резкому понижению уровня Мирового океана. Наиболее сильная регрессия произошла во время максимального оледенения (ранний рисе = днепровское = самаровское), когда осушались огромные площади шельфов, а острова Северного Ледовитого океана примкнули к материку. На месте Северного, Баренцева и частично Карского морей возникла суша, покрытая ледником. Бри­тания присоединилась к материку. Между Евразией и Северной Америкой возникла суша Берин-гия, благодаря которой животные могли мигрировать с одного материка на другой. Сахалин при­соединился к Азиатскому материку. Значительные изменения произошли и в других районах. Уве-

дичилась площадь островов в Средиземном море. Сильно уменьшилось в размерах Черное море, ставшее замкнутым бассейном. Азовское море исчезло, а Босфор и Дарданеллы стали сухопутны­ми мостами между Малой Азией и Балканами. Огромные ледниковые покровы доходили до 50° с.ш. в Европе и до 40° с.ш. в Северной Америке. Горные области покрылись ледниками, мно­гие из которых достигали равнин. Ледниковым панцирем оказались покрыты Альпы, Карпаты, Кавказ, Тянь-Шань, Алтай, Урал, Гималаи, а также другие горные хребты и массивы. Следы оле­денений обнаружены и в Южном полушарии. Ледниковый щит Антарктиды был, по крайней мере, в два раза больше, чем в современную эпоху. Покровного оледенения на других материках не было. Только горные массивы Южной Америки, юга Азии, юга Африки и Австралии покрыва­лись льдами.

Ледниковые и межледниковые отложения изучаются уже более 150 лет, хорошо известны их строение и распространенность, но до сих пор окончательно не ясен вопрос о причинах возникно­вения оледенений, неизвестно и число ледниковых эпох. Пока точно не установлено, были ли од­новременными или разновременными ледниковые эпохи Северного и Южного полушарий.

В Европе центрами оледенения были Скандинавские горы и Альпы. Самый крупный Сканди­навский центр оледенения сыграл большую роль в формировании современного рельефа и накоп­лении разнообразных в генетическом отношении четвертичных отложений на территории Евро­пы. В Альпах установлено пять эпох оледенения: дунай, гюнц, миндель, рисе и вюрм. Эти назва>-ния легли в основу западно-европейской стратиграфической шкалы четвертичной системы, кото­рая была предложена в 1909 г. А.Пенком и Э.Брюкнером.

Наступившим из Скандинавии ледником была покрыта огромная площадь низменностей и возвышенностей Европы. На Восточно-Европейской равнине выявлены морены всех крупных оледенений. В раннем неоплейстоцене здесь выделены морозовское и окское оледенения, прибли­зительно соответствующие гюнцекому и миндельскому оледенениям Западной Европы. Средне-плейстоценовое и неоплейстоценовое оледенения - днепровское и валдайское - примерно соот­ветствуют рисскому и вюрмскому оледенениям Альп;

Граница окского ледникового покрова проходила от устья р.Камы до юга современной Бело­руссии. В это же время в Западной Европе ледники распространялись до подножия Карпат и Су­дет, а отдельные языки ледников достигали нынешних Чехии и Словакии.

Наиболее мощным было средненеоплейстоценовое оледенение, в котором выделены две ста­дии - днепровская и московская. Во время максимального оледенения льды покрывали северную часть Восточно-Европейской равнины и двумя крупными языками - днепровским и Волгодонским - достигали широты современных городов Днепропетровска и Волгограда. В это же время на за­паде Европы ледник покрывал Британские острова, спускался южнее нынешних Берлина и Вар­шавы. На северо-востоке ледники покрывали Тиманский кряж и соединялись с ледниками, насту-

павшими с Новой Земли и Полярного Урала.

Размеры московского ледника были значительно меньшими. Граница его проходила от юж­ной части Белоруссии до современной Москвы, охватывала Южный Тиман и продолжалась на се­веро-восток.

Новая волна холода достигла своего пика около 20 тыс. лет назад. Хотя валдайское оледене­ние занимало наименьшую площадь, климат этого времени был, возможно, самым холодным. На северо-западе Восточно-Европейской равнины имеются несколько слоев морен валдайского оле­денения, разделенных толщами, сформированными в межледниковье. Это свидетельствует о нео­днократных сменах холодных условий потоплениями. Ледники таяли и отступали.

В периоды крупных эпох межледниковий тундровые и таежные ландшафты перемещались к
северу (рис. 76, цв. вкл.), и в это время в Европе устанавливался теплый климат, благоприятствую­
щий развитию на месте растаявших ледников лиственных лесов. Потепления охватывали и вне-
ледниковые области, располагавшиеся южнее. "

После последнего оледенения, максимум которого пришелся на время в 20 тыс. лет назад, на­ступило потепление. В течение нескольких тысячелетий ледниковый покров в Европе распался. Его остатки в Скандинавии полностью исчезли около 10 тыс. лет назад. Отступание льда сопро­вождалось скапливанием талой воды у края ледника, сток которой к югу был затруднен существо­вавшими возвышенностями и скоплениями конечных морен. Вдоль края тающего ледника возник­ли обширные приледниковые озера, в которых отлагались ленточные глины. Ныне на равнинах Европы широкое распространение имеют флювиогляциальные отложения и такие формы ледни­кового рельефа, как друмлины, камы и озы. Освободившиеся от ледника впадины стали запол­няться водой. Началось формирование Балтийского моря, которое последовательно в зависимости от времени называется Иолдиевым, Анцилловым, Литориновым (по характерным моллюскам, его населявшим), Древнебалтийским. На берегах Балтийского моря и многочисленных озер в Европе стали расти леса.

Территория Азии подверглась меньшему, чем в Европе, оледенению. Это было связано с тем, что для образования ледниковых покровов было недостаточно влаги, хотя температурные показа­тели в Сибири были близки европейским. Ледники, покрывавшие северную часть Западно-Сибир­ской равнины имели значительно меньшую мощность, чем в Восточной Сибири. Большинство ис­следователей выделяют в Сибири четыре разновозрастных горизонта ледниковых отложений, раз­деленных межледниковыми толщами.

Время максимального оледенения в Сибири, так же как и в Европе, приходится на средний неоплейстоцен. Наряду с покровным оледенением обширные территории Азии были охвачены горным и подземным (многолетняя мерзлота) оледенениями. Крупные территории, покрытые гор-но-долинными ледниками, располагались на северо-востоке России, в Алтае-Саянской области, Тянь-Шане, ТибетскоТималайской области и в Забайкалье.

Подземное оледенение охватывало северную и центральную части Азии и распространялось в Европу вплоть до Великобритании. В то время как в Европе многолетняя мерзлота исчезла в го-лоцене, в Сибири она сохранилась до настоящего времени. Это связано с тем, что в Северо-Вос­точной Азии д,о настоящего времени господствует холодный арктический воздух и за короткое лето мерзлота хотя и вытаивает, но снова быстро увеличивается во время суровых зим. ннзаролее 60 % территории Северной Америки было охвачено в четвертичном периоде покров­ным оледенением. Ледниковый покров состоял из четырех громадных ледников, которые во время ледниковых эпох соединялись, а в период межледниковий разобщались. Это были Гренландский, Лабрадорский, Кьюэтинский и Кордильерский ледники. Южная граница ледников проходила юж­нее Великих озер, а северо-западная оконечность материка в значительной степени была свобод­ной от льда. Согласно современным представлениям, в Северной Америке было несколько оледе­нений. Одни исследователи считают, что их было четыре, другие - шесть.

Большое влияние на формирование современного рельефа севера Северо-Американского ма-терика оказало последнее, висконсинское оледенение. Следы более ранних оледенений - небрас-ского, канзасского и максимального иллинойского также сохранились в ряде мест.

Оледенению подверглись горные области Южной Америки, Африки и Австралии. В периоды похолоданий снеговая линия опускалась на несколько сотен метров ниже современной. В ряде мест, например в Новой Зеландии, ледники спускались на приморские низменности. В Южной Америке оледенение охватило Анды. Появились ледники в горах Атласа в Африке. В горах, рас­положенных в экваториальной части Африки и Южной Америки, снеговая линия опускалась по­чти на 300 м ниже, чем в настоящее время.

Несмотря на то, что похолодание, охватившее Землю в четвертичном периоде, было значи­тельным, все-таки более 2/3 поверхности суши даже во время максимального оледенения было лишено ледникового покрова. Огромная территория, расположенная в пределах современного умеренного, субтропического и тропического поясов, испытывала воздействие неоднократных

смен климата. Граница между климатическими поясами то мигрировала к полюсам во время по­теплений, то отступала к экватору.

Наибольшее влияние изменений климата сказалось на экстрагляциальных областях, располо­женных в Северном полушарии к югу от ледниковых покровов. В этой зоне во время оледенений формировались лёссы и лёссовидные породы, а в межледниковые эпохи - почвенные горизонты. В долинах рек, водообильность которых сильно менялась, формировались разнообразные аллюви­альные толщи.

В течение четвертичного периода в области современных субтропиков в зависимости от раз­вития ледникового покрова менялась увлажненность. Во время оледенений, когда границы клима­тических поясов смещались к югу, во внеледниковых областях наступали влажные плювиальные условия, а в межледниковья климатическая зональность напоминала современную.

Широким распространением в плювиальных поясах пользовались озерные осадки. Многие древние озера сохранились до наших дней. Размеры озер и их глубина в четвертичном периоде сильно менялись. Изменялся характер осадконакопления и состав осадков. В настоящее время подробно изучена четвертичная история крупных озер. Известно, что во время плювиальных эпох их уровень намного превышал современный. Например, современный уровень Мертвого моря на 400 м ниже уровня Мирового океана, а во время плювиальных эпох его уровень несколько превы­шал уровень Мирового океана.

Неоднократно менялся уровень Каспия. В периоды наибольших трансгрессий его площадь увеличивалась вдвое по сравнению с современной, а уровень повышался на 100 м. В неоплейсто­цене Каспийское море представляло гигантское озеро, на которое не оказывал никакого воздей­ствия Мировой океан.

ПоКрОВНОе Оледенение В четвертичном периоде оказывало определенное влияние на развитие

океанов. Резкое усиление термических контрастов между холодными и умеренными зонами, с од­ной стороны, и экваториальной областью - с другой, периодическое расширение и сокращение площадей С ХОЛОДНЫМ климатом вызвали значительное усиление циркуляции атмосферы и гидро­сферы. Резко усиливаются ветры и связанный с ними эоловый перенос взвеси. Более интенсивны­ми становятся поверхностные течения, интенсифицируется система вертикальной циркуляции вод. Усиливавшийся приток холодных вод из районов оледенения повлек за собой возникновение условий размыва и переотложения океанских осадков. Усиление вертикальной циркуляции спо­собствовало еще большей концентрации биогенной седиментации. Возросли объемы карбонато-накопления в экваториальном поясе и кремненакопления в Северном и Южном полушариях.

Многократное изменение масштабов оледенения привело к весьма значительным колебаниям уровня океана со снижением на 150 м во время максимального оледенения и соответствующим: подъемом во время таяния ледников. Первое вызвало снижение базиса эрозии, следовательно, усилило денудацию материков и увеличило объемы терригенных образований. Максимальная по­ставка терригенного материала дополнялась поставкой большого количества биогенного материа­ла. Суммарная скорость седиментации в плиоцен-четвертичное время в 10 раз превысила палеоце­новую или олигоценовую и в 2-3 раза была больше эоценовой.

Несмотря на суровость климата, в четвертичном периоде отсутствуют явные признаки кризи­сов морской биоты. Условия среды оказывали лишь небольшое влияние на планктонную биоту. События четвертичного периода не привели к появлению принципиально новых условий, а скорее вызвали лишь смещение границ между водными массами.

В течение четвертичного периода имели место значительные перемещения глубин компенса­ции карбонатонакопления, которые были связаны с колебаниями уровня океана во время леднико­вых и межледниковых эпох. Были обнаружены отчетливые изменения содержания карбоната кальция в колонках четвертичных осадков из глубоководных зон экваториальных областей Тихого океана. Стадии с высоким и низким содержанием СаСО₃ чередуются, и эта цикличность проявля-

ется также в изменении концентрации таких компонентов осадка, как раковины планктонных и бентосных фораминифер, скелеты радиолярий и панцири диатомей. Отложения, сформированные во время оледенений, характеризуются более высоким содержанием СаСО₃, а межледниковые -более низким. Это дало основание считать, что в Тихом океане термины "ледниковье" и "межлед-никовье" могут заменяться терминами "высококарбонатные" и "низкокарбонатные" эпизоды. Одни исследователи считают, что различия в содержании карбоната кальция объясняются увели­чением продуктивности известковых организмов в ледниковые эпохи, а другие причину карбонат­ных циклов видят в изменении степени растворения карбонатов. Глубина компенсации карбонато-накопления поднималась в межледниковья и опускалась во время оледенений. Эта закономер­ность, выявленная в Тихом океане, не нашла подтверждения в Атлантике. Здесь было установле­но, что растворение карбонатов усиливалось в ледниковые эпохи, а в межледниковые - ослабева­ло. Это, вероятно, связано с усилением растворения за счет активности придонных вод в экватори­альной Атлантике в ледниковые эпохи, а не с колебаниями климата.

В заключение необходимо отметить, что в течение четвертичного периода на Земле произош­ли значительные палеогеографические изменения. Установлено несколько ледниковых эпох и эпи­зодов, каждый из которых был связан с развитием обширных ледников в высоких и средних ши­ротах Северного полушария. Эти эпизоды вызывали резкие изменения в биогеографическом и экологическом развитии наземных и морских организмов. Понижение уровня Мирового океана и ледниковая эрозия обусловили интенсивный вынос терригенного материала в глубоководные час­ти океанских бассейнов. Происходили значительные колебания биопродуктивности океана. Меня­лись скорости поступления биогенных осадков на дно, а также интенсивность растворения карбо­натов с глубиной. Усиление ветров вызвало увеличение скорости накопления абиогенных пелаги­ческих осадков, часть из которых выносилась в океан из аридных и семиаридных континенталь­ных областей.

Полезные ископаемые

Полезные ископаемые, которые приурочены к четвертичным отложениям, можно разделить на несколько генетических групп. Это разнообразные россыпи, руды осадочного происхождения, нерудные полезные ископаемые, горючие ископаемые, а также подземные воды и лед. Среди рос­сыпных месторождений известны как аллювиальные, так и прибрежно-морские. Среди них наи­более важны золото, платина, касситерит, алмазы, ильменит, циркон, рутил. Большое значение имеют бобовые железные руды озерно-болотного и озерного происхождения, прибрежно-морские фосфоритовые конкреции, залежи глауконита и особенно железомарганцевые и меднованадие-вые конкреции, скопления которых широко распространены в глубоководных областях Мирового океана.

В экваториальной и во влажно-тропической областях продолжают формироваться коры вы­ветривания, среди которых наибольшее значение имеют латеритные покровы. Металлоносные коры выветривания формируются в экваториальном, тропическом и субтропическом поясах. В них концентрируются залежи кобальта, никеля, меди, марганца, а также разнообразные огнеупор­ные глины.

Из нерудных полезных ископаемых наибольшее значение имеют лессовидные суглинки и гра-вийники, используемые в строительстве, стекольные и формовочные пески, бентонитовые и диа­томовые глины, сера, каменная и калийная соли, бораты, крупные запасы лигнита и торфа.

Подземные воды, заключенные в четвертичных аллювиальных и пролювиальных отложениях и в межморенных горизонтах, служат главным источником чистой воды. Подземные льды и мно-голетнемещлые породы используются в качестве естественных холодильников.

 

Г л а в а 11

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ В ФАЙЕРОЗОЕ (по материалам Палеонтологического музея)

ПалеонтологическиЯ'материал, хранящийся в музеях, дает возможность по отдельным экспо? натам остатков животных и растений в некоторой мере восстановить эволюцию органического мира на протяжении всего фанерозоя. Уже в конце протерозоя, в венде, 600 млн. лет назад про­изошла радикальная перестройка жизни на Земле, - возникли многочисленные высшие водоросли и, главное, сформировалось царство многоклеточных животных, метаболизм которых уже был по­строен на потреблении кислорода из внешней среды. В это время и в самом начале кембрия по­явились практически все известные сегодня типы, а в некоторых случаях и классы организмов. Происходили перестройки и в последующие геологические эпохи, но все они носили характер дифференциации и эволюционного развития организмов в рамках уже появившихся крупных так­сонов.

Возникновение в венде (позд

⇐ Предыдущая45464748495051525354Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: