Поиск

Изменения климата и почвообразование
28.10.2015

Вся кайнозойская эра характеризуется глубокими изменениями в природе нашей планеты. Общее сокращение площади Мирового океана с одновременным значительным поднятием суши и расширением ее площади сопровождалось постепенным похолоданием климата к плиоцену и плейстоцену. В наибольшей степени эти изменения климата сказались на средних и высоких широтах, которые утратили свойственные им тропические, субтропические и умеренно теплые влажные климаты, сменившиеся холодным и умеренно холодным климатом, а затем и наступлением ледниковых эпох. Ледники, закрывшие до 30% поверхности суши, еще более способствовали охлаждению климата внетропических территорий обоих полушарий. При максимальном развитии ледниковых покровов и вековой мерзлоты ледники распространялись в Евразии до 45° с. ш., внедрившись в пределы современного умеренного климата степей, и в Северной Америке до 38° с. ш., дойдя до субтропических районов, т. е. на 2—2,5 тыс. км южнее, чем в Евразии.
Объемы ледниковых масс достигали в Европе 7,6 млн. км3, в Северной Америке (включая Гренландский щит) 23,9 млн. км3. Мощность этих покровов составляла 1,5—2—4 км. По существу это были грандиозные ледяные горные цепи, охладившие климат ледниково-перигляциальной области и обводнявшие при осцилляции и отступании льдов прилегающую внеледниковую зону. Доледниковые почвы и коры выветривания, естественно, были разрушены, перемешаны с моренными и флювиогляциальными наносами и переотложены в лёссовых и аллювиальных толщах перигляциальных территорий.
В истории оледенения северного полушария было не менее трех-четырех этапов распространения ледниковых покровов на юг, перемежавшихся с полным отступанием их далеко к северу. В эпохи наступания ледников усиливались похолодание и сухость климата. В межледниковые эпохи устанавливался умеренно теплый лесной климат. Соответственно менялся характер почвообразования. В конце ледникового периода, по К.К. Маркову (после валдайского оледенения), фронт ледникового покрова отступал особенно быстро. За 1000 лет исчезли ледниковые покровы и началось послеледниковое время — так называемый голоцен. Однако многие исследователи считают, что ледниковая эпоха в жизни планеты все еще не кончилась, так как и в настоящее время ледники и вековая мерзлота занимают до 11% поверхности суши.
В послеледниковое время в Европе еще неоднократно происходили изменения гидротермического режима. Особо следует отметить период термического максимума (примерно около 7 тыс. лет назад), сменившийся наступлением атлантического климата (примерно 4—6 тыс. лет назад).

Изменения климата и почвообразование

Начало нашей эры сопровождалось похолоданием климата, которое сменилось несколько более теплым и более мягким современным климатом (табл. 13). Несомненно, что во время термического максимума природные зоны сильно сдвинулись к северу. Тундра должна была отступить. Далеко продвинулись к северу леса и лесные почвы. На равнинах Европы к югу от границ валдайского оледенения термический максимум усилил процессы испарения почвенно-грунтовых вод, что способствовало интенсивному накоплению углекислого кальция в осадочных отложениях, лёссах и лёссовидных суглинках бывших перигляциальных областей. Термический максимум, вероятно, сыграл особенно большую роль в процессах загипсовывания, засоления и осолонцевания осадков и почв южной периферии Русской равнины, Сибири и Средней Азии.
На Североамериканском материке эпоха оледенений проходила раньше, интенсивнее и со значительным распространением на юг, до границ современного субтропического пояса. И здесь установлены четыре эпохи оледенения, разделенные тремя эпохами межледниковых потеплений. Примерно около 11—10 тыс. лет назад покровные ледники весьма сократились, а полностью исчезли с суши континента лишь 6—5 тыс. лет назад, т. е. позднее, чем в Скандинавии. Гренландия же и ныне закрыта мощным ледниковым щитом.
Надо иметь в виду, что кроме наземного оледенения, покрывшего в северном полушарии площадь 27 млн. км2, охлаждение климата в плейстоцене проявилось в форме подземного оледенения (вековая мерзлота на глубину до 500—1500 м). Подземное оледенение охватило значительно большую территорию в северном полушарии — 35 млн. км2. Как в Евразии, так и в Северной Америке подземное оледенение сохранилось и поныне, хотя его площадь сократилась, вероятно, в 2 раза. Отступление границ подземного оледенения также сопровождалось потеплением. Однако если в районах наземного оледенения температуры поднялись на 15—50°, то в районах былого подземного оледенения в Азии температуры в эпохи потепления поднимались на 5—6°, а в современную эпоху — лишь на 1—3°. В Европейской части России подземное оледенение распространялось до 47—48-й параллели, что должно было наложить отпечаток на почвообразующие породы, рельеф и почвы этих территорий.
Te территории суши, которые в эпоху оледенений лежали за пределами перигляциального пояса и ныне расположены в области теплого и субтропического климата (Средиземноморье, Северная Африка, Южная Азия), испытали также значительные изменения климата. Здесь синхронно главным эпохам оледенений и межледниковий наступали эпохи плювиальные (дождевые) и межплювиальные. Плювиальные эпохи сопровождались заметным похолоданием, межплювиальные — потеплением, сухостью и расширением аридных областей.
Материковые и горные ледниковые покровы давали значительные массы талых вод, поэтому во время плювиальных эпох создавались весьма благоприятные условия для регионального обводнения огромных территорий в Аравии, Северной Африке, в южных частях Азии, Европы и Северной Америки. Это проявилось в образовании обширных древних озерных и аллювиальных равнин. Каспийское море трансгрессировало далеко на север и восток. Отдельные озера приближались по размеру к Аралу. В современных условиях на месте плювиального пояса сложились субтропические и средиземноморские области, пустыни и сухие степи, которые имеют все признаки былой обводненности, неоднократных усыханий и современного сокращения площади озер. Большинство озер приобрело повышенную соленость, множество озер исчезло. В истории колебания климатов Южной Америки и северного полушария много сходного.
В современном тропическом и экваториальном поясах изменения, вызванные оледенениями в северном и южном полушариях, были наименьшими. Однако и здесь в эпохи образования больших ледниковых покровов происходило некоторое похолодание, увеличение количества атмосферных осадков, заметное снижение снеговой линии в горах. Границы же тропических пустынь при этом смещались к экватору. Есть указания на то, что влажный экваториальный пояс в ледниковые эпохи смещался к югу, за пределы географического экватора.
Обобщения, сделанные Р. Файрбриджем, показали, что в общем виде разрастание ледниковых масс на континентах совпадало с периодами снижения солнечной радиации. Таких осцилляций ледниковых покровов было не менее пяти. Они вызывали смещение холодного влажного и засушливого поясов далеко к экватору. В периоды же таяния льдов границы влажных теплых областей смещались к высоким широтам, оттесняя засушливый и холодный влажный пояса.
Ледниковый период в южном полушарии также далеко не закончился. Именно здесь, в Антарктике, сосредоточены главные массы материковых льдов нашей планеты (13 900 000 км2). Здесь же расположен мировой полюс холода, который в эпоху максимальных оледенений был в северном полушарии.
В современную историческую эпоху, т. е. на протяжении последних 8—5 тыс. лет, по-видимому, происходит дальнейшее потепление климата, хотя и с периодическими колебаниями. Наблюдается сокращение площади, занятой льдами, и это сопровождается колебательным повышением уровня Мирового океана. Однако, по данным Файрбриджа, последние 5 тыс. лет в жизни океана характеризуются скорее стабильно-колебательным режимом (рис. 29).
Изменения климата и почвообразование

По сводным данным К. Брукса, период пятого тысячелетия до нашей эры был наиболее влажным для суши планеты. И наоборот, период третьего тысячелетия характеризовался заметным спадом количества атмосферных осадков. Время первого тысячелетия до нашей эры — это время уменьшения увлажнения и сильной периодической сухости.
Наша эпоха в целом суше, чем предшествующая, хотя и были периоды некоторого увеличения осадков. Наконец, самые последние столетия скорее имеют тенденцию к уменьшению, чем к увеличению увлажненности. Надо, однако, иметь в виду, что составить общепланетарную картину динамики атмосферных осадков в историческое время крайне трудно. Во-первых, нет достаточно достоверных данных. Во-вторых, реальная картина увлажнения крайне противоречива по континентам и регионам.
Что касается термического режима, то после значительного потепления климата в период пятого тысячелетия до н. э. температуры в общем сильно упали, хотя в первом тысячелетии происходил подъем в течение нескольких столетий, после чего опять наступило заметное похолодание (К. Брукс). В дальнейшем отмечались столетние ритмы сухих, жарких и влажных холодных периодов, связанных, по-видимому, с активностью Солнца. Один из таких столетних циклов показан на рис. 30.
Общепризнанно, что 20-е столетие характеризуется некоторым потеплением и смягчением климата в связи с продолжающимся таянием ледников в Арктике. Однако в 1967—1971 гг. наметилась тенденция похолодания.
Изменения климата и почвообразование

В заключение приводим схему климатических поясов и областей земного шара, составленную по карте Алисова (рис. 31).
I. Экваториальный пояс

Преобладают слабые неустойчивые ветры. Жарко и влажно. Сезонные колебания температуры и влажности воздуха очень малы (меньше суточных). Частые ливни и грозы.
1. Особенно жаркие области.
2. Менее жаркие области.
II. Субэкваториальный пояс

Летом преобладают экваториальные, зимой тропические типы воздушных масс. В летний период преобладают ветры от экватора, в зимний — к экватору. Зимний период лишь немного прохладнее летнего и на материках отличается сухостью. На океанах преимущественно в летне-осенний период возникают тропические циклоны (тропические ураганы, тайфуны).
3а. Области с достаточным увлажнением.
3б. Области с неустойчивым увлажнением.
III. Тропические пояса северного и южного полушарий

Преобладают ветры восточных румбов. Сезонные изменения температуры воздуха хорошо заметны, особенно на материках. На океанах наблюдаются тропические циклоны.
4. Области неустойчиво стратифицированных пассатов, сравнительно прохладные, почти бездождные, но с высокой относительной влажностью воздуха и частыми туманами. Холодные морские течения.
5. Пассатные сравнительно дождливые области. На суше резкие различия в количестве осадков на наветренных и подветренных склонах гор.
6. Области переменных ветров и затишья.
7. Летом устойчиво стратифицированный пассат, зимой переменные ветры.
8. Зимой устойчиво стратифицированный пассат, летом переменные ветры.
9. Жаркие засушливые области с очень большой суточной амплитудой температуры. Абсолютный (на земном шаре) максимум температуры воздуха.
10. Высокогорный климат тропического пояса.
IV. Субтропические пояса северного и южного полушарий

Летом преобладают тропические, зимой — умеренные типы воздушных масс. За исключением муссонных областей, летом преобладает антициклоническая, зимой циклоническая погода. Значительные сезонные различия температуры и осадков. Возможны снегопады.
11. Летом преобладает ясная, теплая погода; зимой — дождливая, ветреная.
12. Относительно прохладное, бездождное лето, с частыми туманами; дождливая зима,, холодные морские течения.
13. Муссонные области. На суше жаркое, дождливое, очень влажное лето и относительно холодная, сухая зима. На океанах более ровный годовой ход температуры и осадков.
14. Сухое жаркое лето и относительно холодная зима.
15. Равномерное увлажнение в течение всего года.
16. Высокогорный климат субтропического пояса.
V. Умеренные пояса северного и южного полушарий

Преобладают западные ветры. На океанах во все сезоны развита циклоническая деятельность, чистые штормы, особенно в южном полушарии. Еще более возрастают сезонные колебания температуры воздуха. На материках зимой почти всюду снежный покров. На океанах южного полушария морские плавучие льды и айсберги могут встречаться во все сезоны года.
17. Относительно теплая зима с неустойчивой погодой и сильными ветрами. Относительно прохладное лето с более спокойной погодой. Равномерное, местами избыточное увлажнение.
18. Значительно более холодная зима. В северных районах наблюдаются льды. Летом много туманов.
19. Области материкового климата. Большие сезонные колебания температуры воздуха. Осадки убывают с севера на юг:
а) увлажнение достаточное;
б) увлажнение неустойчивое;
в) сезонные колебания температуры особенно велики. Осадков мало, они выпадают преимущественно летом. Снежный покров мал;
г) засушливые области.
20. Области переходного климата от океанического к материковому:
а) увлажнение избыточное;
б) увлажнение достаточное;
в) увлажнение недостаточное.
21. Муссонные области. Влажное дождливое лето, холодная сухая зима.
22. Влажное прохладное лето, холодная снежная зима.
23. Высокогорный климат умеренного пояса.
VI. Субарктический и субантарктический пояса

Летом преобладают умеренные, зимой — арктические и антарктические типы воздушных масс. Сезонная смена преобладающих ветров. Большие сезонные колебания температуры воздуха. На материках сплошное распространение многолетней мерзлоты почвы. На океанах много плавучих льдов и айсбергов.
24. Прохладное сырое лето. На морях частые туманы. Ветреная влажная зима.
25. Наибольшие на земном шаре сезонные колебания температуры воздуха; зимой на горах значительно теплее, чем в долинах.
26. Зимой ветры с Антарктического материка, летом — западные морские. Холодна» зима, многочисленные плавучие льды и айсберги. Прохладное сырое лето, льдов мало.
VII. Арктический и антарктический пояса

Ледяной покров преобладает в течение всего года. Холодная зима, холодное лето, осадков мало.
27. Сравнительно мягкая зима, холодное лето (около 0°).
28. Холодная зима, холодное лето (около 0°).