23575 (Природа и климат четвертичного периода)

Содержание

1. Природа четвертичного периода

2. Климаты ледниковых и межледниковых эпох

3. Развитие органического мира

4. Минералы горных пород

1. Природа четвертичного периода

Всего за 1-2 млн. лет в четвертичном периоде произошло множество событий, приведших к существенным изменениям природной обстановки. По крайней мере, два события заставляют особо выделить четвертичный период среди остальных: во-первых, появление и развитие человека, и, во-вторых, периодически повторяющиеся оледенения обширных территорий.

Становление человеческого общества и активное вмешательство человека в течение многих природных процессов позволили назвать четвертичный период антропогеновым. В течение плейстоценовой и голоценовой эпох антропогена в результате интенсивных тектонических движений продолжали увеличиваться глубина и ширина Атлантического и Индийского океанов и уменьшались размеры Тихого океана. Уровень Мирового океана также не был постоянным.

Наряду с тектоническими движениями большую роль в становлении современного облика рельефа играли экзогенные факторы – деятельность поверхностных вод, морей и ветра.

Под воздействием тектонических факторов, а также изменения объёма воды в Мировом океане в процессе таяния льда или формирования наземного оледенения происходили морские регрессии и трансгрессии.

2. Климаты ледниковых и межледниковых эпох

В течение четвертичного периода наиболее ярко выразилась ритмичность изменений климата, которые носили глобальный характер. Они приводили к периодическому смещению климатических поясов, и их миграции даже за сравнительно короткий промежуток времени составляла 1000-2000 км.

От межледниковья до ледникового периода среднегодовые температуры поверхностных экваториальных вод изменялись на 6-10 градусов. Амплитуда климатических изменений нарастала по мере движения от экватора к полюсам и от морских районов к континентальным.

Сильное похолодание, наступившее в середине раннего плейстоцена, с понижением среднегодовых температур на 10-15 градусов в высоких широтах, привело к образованию вначале мощного снежного, а затем и ледникового покрова. Ледниковые покровы, существовавшие в полярных районах в конце плиоцена, постепенно увеличивались в размерах. Принято считать, что значительные перемещения границ льдов начались примерно 700 тыс. лет назад.

В эпохи крупных оледенений нарастание мощности ледниковых покровов вызывало их смещение в направлении к экватору. Причём наибольшее смещение ледяной покров испытывал в районах с влажным морским климатом, в то время как в сухом континентальном климате ледники занимали небольшие площади. В ледниковые эпохи границы морских льдов смещались в сторону низких широт на 10-15 градусов в северном и на 5-10 градусов в южном полушариях. Одновременно с этим снижался уровень снеговой линии в горах, и увеличивалась площадь многолетних мёрзлых почв.

Появление материкового ледяного щита и глобальное похолодание вызвали интенсивные изменения климатической зональности. По сравнению с современным, пояса арктического и антарктического климата сильно расширились. Эта территория была занята обширными ледниковыми щитами, тундрой, тундростепями и морскими льдами. Пояса умеренного, субтропического и тропического климата были сильно сужены и смещены в низкие широты. В засушливых секторах влажность увеличилась.

В эпохи максимальных оледенений общее количество атмосферных осадков в пределах континентов сильно уменьшалось, так как сокращалась общая площадь поверхности испарения, покрытая льдом. Прогрессивное уменьшение общего количества атмосферных осадков во время ледниковых эпох явилось одной из причин приостановления дальнейшего развития континентальных оледенений.

Охлаждающее влияние ледников на прилегающие территории вызвало возникновение своеобразных перигляциальных природных зон. Для них были характерны довольно низкие температуры воздуха в течение всего года при относительно большом количестве суммарной солнечной радиации и очень небольшое количество годовой суммы атмосферных осадков. Такие климатические условия способствовали появлению специфических ландшафтов, сочетающих черты современных тундр и высокогорных степей.

Рост ледникового покрова вызвал общее снижение уровня Мирового океана примерно на 100 метров по сравнению с его современным уровнем. Во время оледенений не только увеличивалась континентальность климата, но и происходило дальнейшее снижение температур ввиду того, что значительная доля солнечного тепла из-за высокой отражающей способности ледяной поверхности не расходовалась на обогрев планеты.

Падение температур и снижение уровня снеговой линии привели к возникновению горных оледенений не только в умеренных, но и в субтропических и тропических поясах. Плейстоценовые горные ледники располагались во многих районах Азии, Африки, на островах Тихого океана и в тропической области Южной Америки.

Колебания мощности ледниковых покровов в северном полушарии, включая Арктический ледяной щит, происходили синхронно. Геологические, палеоботанические и палеонтологические исследования свидетельствуют о том, что во время ледниковых эпох в субтропическом поясе увеличивалась влажность и снижались температуры, а в бессточном Бассейне Северной Америки находились гигантские пресноводные озёра Лахонтан и Бонвил. Доказано, что воды плейстоценовых озёр не могли быть талыми ледниковыми. Озёра в течение всего плейстона были бессточными, а котловины были заполнены в результате возрастания речного стока и увеличения атмосферных осадков.

Что же касается районов, прилегающих к экватору, то соотношение между оледенениями и плювиалами, т. е. эпохами выпадения обильных осадков во внеледниковых областях, здесь обратное. Ледниковым периодам соответствовали засушливые эпохи, а межледниковым - дождливые. Геологические данные свидетельствуют о том, что во время ледниковых эпох солёность вод морей, расположенных в тропическом экваториальном климате, увеличивалась, следовательно, ледниковые эпохи приводили к возникновению сухого климата в тропических областях.

В ледниковые эпохи разность между температурами низких и высоких широт в северном полушарии достигала 70 градусов, в то время как в межледниковые эпохи она составляла всего 30-35 градусов. Увеличение температурных контрастов от межледниковых эпох к ледниковым сопровождалось усилением интенсивности атмосферной циркуляции.

Смещение циклонов к экваториальным широтам приводило к увеличению увлажнённости аридных областей, расположенных на территории Южной Европы, Центральной Азии, Африки и Северной Америки. Циклоническая деятельность в эпохи оледенений обеспечивала обильное выпадение атмосферных осадков в тропических и субтропических широтах. Большое количество атмосферных осадков обеспечивало развитие, с одной стороны, горных ледников, а с другой увеличивало сток равнинных рек. Именно в плювиальные эпохи на равнинах Гоби, Аравии, Сахары, в пределах современных пустынь и полупустынь Северной Америки (запад США, Мексика), Южной Америки (пустыня Атакама), Южной Африки и в Австралии была разработана гидрографическая сеть и повышались уровни озёр.

В эпохи межледниковий происходило смещение в высокие широты климатических областей, и структура географической оболочки хотя и приближалась к современной, но не была полностью ей тождественна. Палеогеографические данные, главным образом палеонтологические материалы, со всей очевидностью свидетельствуют о различных особенностях природных зон межледниковий и о значительном расширении экваториальных и тропических поясов по сравнению с эпохами оледенения.

В пределах арктического и антарктического поясов, размеры которых были близки к современным, среднегодовые температуры, как правило, были отрицательными. Средние температуры самого холодного месяца колебались от -30 до -50 градусов, а в тёплые сезоны они повышались до +2 градусов.

Субарктический пояс характеризовался развитием тундровых и лесотундровых ландшафтов. Средние температуры самого тёплого месяца достигали +12 градусов, и одновременно с этим возрастала годовая сумма атмосферных осадков.

В пределах умеренного пояса, так же как и в современную эпоху, были развиты ландшафтно-климатические зоны тайги, широколиственных лесов, лесостепей, степей, полупустынь и пустынь. В зоне тайги в эпохи межледниковый средние температуры в зимнее время не опускались ниже -20 градусов, а среднелетние температуры равнялись +10-15 градусам. Зона широколиственных лесов характеризовалась среднегодовыми температурами до +4 градусов. В пределах лесостепной и степной зон климат был более тёплым. Среднелетние температуры в этих зонах нередко повышались до +20-25 градусов. Общее количество атмосферных осадков вряд ли превышало 500 мм и снижалось в центральных районах континентов, где, так же как и в современную эпоху, располагались обширные аридные области, занятые полупустынями и пустынями.

В пределах субтропического пояса выделяются области с муссонным и засушливым климатом с соответствующим типом растительности. Северная граница субтропического пояса в эпохи значительных потеплений проходила в более высоких широтах по сравнению с современными. Среднегодовые температуры этого пояса колебались в пределах 14-18 градусов.

В тропическом и экваториальном поясах располагались области с аридным, переменно-влажным (сезонно-влажным) и равномерно-влажным климатом. Среднегодовые температуры в пределах экваториального пояса изменялись в пределах 25-28 градусов.

3. Развитие органического мира

Периодически наступавшие оледенения вызывали колебания уровня Мирового океана, эпиконтинентальных морей и озёр, влияли на эрозионную деятельность рек и наложили отпечаток на состав и размещение органического мира. В межледниковые эпохи природные условия напоминали современные. Особенностями этих эпох являлись миграция в сторону полюсов и сильное расширение поясов тёплого климата.

Конец плиоцена и начало плейстоцена – один из величайших рубежей в истории органического мира. Около 3-4 млн. лет назад появились первые предки человека. На фоне этого грандиозного события все остальные видоизменения в составе органического мира кажутся не столь существенными, хотя сами по себе они очень важны. В течение четвертичного периода окончательно оформился современный облик растительного и животного мира. Многие представители теплолюбивой флоры и фауны вымерли. Однако нельзя не отметить, что исчезновение ряда крупных млекопитающих во второй половине плейстоцена, очевидно, было связано с деятельностью первобытного человека. Необыкновенно широкое распространение в растительном царстве получили травы.

Очень сильно в четвертичном периоде были выражены миграции различных групп организмов под непосредственным влиянием климатических условий. Растительный покров субтропического и тропического поясов по существу оставался прежним. Лишь изменение влажности в межледниковые и ледниковые эпохи (во время межледниковый в низких широтах увеличивалась засушливость и наступала ксеротермическая эпоха, а в первой половине ледниковой эпохи влажность возрастала и наступала плювиальная эпоха) приводило к смене ландшафтных обстановок: саванны сменялись пустынями, и наоборот.

В умеренных и высоких широтах особенно сильно менялся состав растительности, появились новые природные обстановки. Возникли и оформились тундровые и лесотундровые ландшафты, которые по мере развития покровного оледенения продвигались в сторону низких широт. В это время в значительной степени обеднялись таёжные ландшафты, главным образом за счёт исчезновения теплолюбивых элементов. В межледниковые эпохи изменения в растительном покрове осуществлялись за счёт расширения ареала теплолюбивых флор.

Значительную эволюцию в четвертичном периоде претерпела фауна, особенно наземные позвоночные. Под влиянием оледенений происходили далёкие миграции животных, и осуществлялся активный обмен между отдельными континентами, которые временами соединялись перемычками. Интенсивно происходил обмен фауной между Африкой и Евразией, Евразией Северной Америкой и Южной Америкой. Перемычки между континентами в периоды оледенений сильно расширялись ввиду значительного понижения уровня воды в океанах.

В течение четвертичного периода некоторые млекопитающие приобрели ряд черт несвойственных их предкам. В частности, следствием похолодания климата явилось значительное увеличение размеров млекопитающих, появление у них мощного волосяного покрова, жировой прослойки и т. д. Те формы, которые не смогли приспособиться к холодному климату, вымерли.

В течение плейстоцена в субарктическом поясе северного полушария обитала довольно разнообразная фауна млекопитающих, многие из которых в голоцене вымерли. В тундре, лесотундре и в так называемых холодных степях паслись мамонты, шерстистые носороги, гигантский и северный олень, мускусный бык, песец, лемминг и различные грызуну.

Фауна умеренного пояса состояла из настоящего слона, носорога Мерка, бизона, гиппопотама, медведя, волка, саблезубой кошки, рыси, а в Северной Америке кроме перечисленных обитал мастодонт. В лесостепной и степной зонах состав фауны существенно менялся, здесь широким распространением пользовались лошади, бизоны, антилопы, лоси и многочисленные грызуны.

Большое разнообразие имели млекопитающие тропического и экваториального поясов. В зависимости от ландшафтных условий сложился саванный и лесной тип фауны.

В плейстоцене обитали животные, которые были известны в плиоцене в более северных областях, - это гиппопотамы, мастодонты, саблезубые тигры, носороги, олени, антилопы. Зебры и т. д.

Довольно интересна эволюция хоботных в течение плиоцена и плейстоцена. Настоящие слоны появились в конце неогена. Их остатки обнаружены в ряде районе Евразии, Северной Америки и Африки. Столь обширный ареал объясняется высокой миграционной способностью слонов. Например, в поисках пищи и при наступлении неблагоприятных условий африканские слоны совершают суточные переходы в 100 км, при этом для них не служат преградой глубокие реки, озёра или высокие горы. В плейстоцене слоны расселились на обширных территориях и приспособились к обитанию в самых различных климатических условиях от тропических саванн до субарктической тундры. Это привело к возникновению различных экологических типов – от мамонтов до настоящих слонов.

В течение четвертичного периода происходила интенсивная эволюция высших представителей обезьян и человека. Вплоть до позднего плейстоцена остатки древних людей (гоминид) были представлены немногочисленными находками, сделанными в Африке, Азии и Европе.