L '"Era delle Grandi Glaciazioni" è uno dei misteri della Terra. Glaciazione Quali territori non erano centri di glaciazione

La maggior parte dei mammiferi preesistenti si estinse. Secondo molti scienziati, l'era glaciale non è ancora finita, ma viviamo in un'era interglaciale relativamente più calda. Studiando le tracce lasciate dai ghiacciai, si può tracciare passo dopo passo il loro ruolo. L'ultima era glaciale della Terra fu nominata dal naturalista inglese C. Lyell nel 1832. Questa fu l'ultima tappa del periodo quaternario dell'era cenozoica.

Sebbene la glaciazione del Pleistocene non sia stata una catastrofe, poiché vi furono ere glaciali in altri periodi geologici, fu esclusivamente Evento importante nella storia dello sviluppo della superficie terrestre. Questa glaciazione abbracciò e. I centri di glaciazione qui erano: in Nord America - la penisola del Labrador e le aree a ovest della Baia di Hudson; in Eurasia, il ghiaccio si è spostato dagli Urali polari e dalla penisola di Taimyr. In generale, il ghiaccio del Pleistocene copriva circa 38 milioni di km2, ovvero il 26% del territorio moderno (ora l'11%). Pertanto, l'antica glaciazione era 2,5 volte più grande di quella moderna. E si trovava in modo diverso: al momento, ci sono 7 volte più ghiaccio nell'emisfero australe che nell'emisfero settentrionale e nel Pleistocene la glaciazione dell'emisfero settentrionale era due volte più grande di quella meridionale.

Con l'accumulo di ghiaccio e l'aumento di spessore, aumenta agli strati inferiori, che diventano plastici, acquisendo mobilità. Maggiore è la massa di ghiaccio nel corpo del ghiacciaio, più è mobile.

Enormi masse di ghiaccio, in movimento per diverse decine di migliaia di anni e che geologicamente hanno liberato solo di recente il territorio, sono state un potente fattore che lo ha influenzato, trasformandolo. Il movimento del ghiaccio ha svolto tre tipi principali di lavoro:,. L'opera erosiva del ghiacciaio è stata la seguente: tutta la crosta friabile è stata rimossa dai centri di glaciazione e una fondazione cristallina affiora in superficie, formando degli scudi;

le fondamenta cristalline furono rotte da crepe e blocchi di massicce rocce cristalline furono congelati nel ghiaccio e si mossero con esso. Ciò portava al fatto che erano striate di tratti e solchi, che erano formati da blocchi congelati nel ghiaccio e in movimento con esso; basse scogliere e colline, composte da rocce cristalline, sono state levigate e levigate dal ghiaccio, che ha portato alla formazione forme speciali sollievo, chiamato "fronte di montone". L'accumulo di "fronte d'ariete" forma un rilievo di rocce ricciute, ben espresse, ad esempio, su, dentro, dentro;

le aree di erosione glaciale sono caratterizzate dall'abbondanza di bacini lacustri solcati dal ghiacciaio.

Blocchi di distrutti rocce il ghiacciaio è stato trasportato in zone non più erosive, ma lavoro cumulativo del ghiacciaio.

Nelle regioni più meridionali, dove il ghiaccio si è sciolto, il ghiacciaio ha svolto un lavoro cumulativo. Qui il materiale portato si stabilì -. È costituito da sabbia mista, argilla, frammenti di roccia di grandi dimensioni (massi) e di piccole dimensioni. In superficie, la morena forma una morena collinare. Nella zona di accumulo glaciale si è verificata anche la formazione di bacini lacustri, che differivano per profondità, forma e rocce che ne costituiscono le pareti dai bacini lacustri formatisi nella zona di erosione del ghiacciaio. Nelle regioni preglaciali si formarono vaste pianure sabbiose - sandra.

Le morfologie create dall'antica glaciazione sono più pronunciate dove lo spessore del ghiacciaio, e quindi il suo ruolo di formazione di rilievi, è maggiore. Qui, nel periodo di massima glaciazione, il ghiacciaio ha raggiunto i 48-50°. Il ghiacciaio riuscì a spostarsi verso sud solo fino a 60° di latitudine nord (leggermente a sud del segmento latitudinale). Sia lo spessore del ghiacciaio che la sua mobilità erano i minimi.

Una delle ultime ipotesi ritiene che il fiorire delle forme di vita in un clima caldo sia la causa delle glaciazioni. mondo biologico accumula un'enorme quantità di anidride carbonica, rimuovendola dall'atmosfera, per cui diventa più trasparente e aumenta il trasferimento di calore superficie terrestre, e questo porta ad un generale raffreddamento sulla Terra. Successivamente, con una diminuzione dell'aria, il volume di anidride carbonica assorbita diminuisce e il contenuto di gas nell'aria viene ripristinato, ma i ghiacciai, sorti, acquisiscono una certa stabilità e la capacità di influenzare il clima.

Più recentemente (in tempo geologico) sistema naturale La glaciazione terrestre è intervenuta spontaneamente l'uomo. Impedì, senza sospettarlo, l'insorgere di una nuova estesa glaciazione, o meglio, di una sua nuova fase. L'industria artificiale non solo ha compensato la diminuzione dell'anidride carbonica nell'atmosfera, ma ha anche iniziato a saturarla costantemente con anidride carbonica. Sopra il ghiaccio sulla Terra, una minaccia incombeva. È rafforzato dalla sempre crescente produzione di energia artificiale. Ma la distruzione dei ghiacciai può causare cambiamenti catastrofici sulla Terra: un aumento del livello e allagamento del territorio, un aumento del numero, un aumento delle nevicate e delle montagne.

Un tempo si credeva che sarebbe stato meglio sbarazzarsi dei ghiacciai, riportando la Terra ad un clima mite e caldo. Tuttavia, ora l'enorme ruolo che la glaciazione gioca sul globo sta diventando sempre più chiaro.

I ghiacciai accumulano una riserva di freddo tre volte la quantità di energia solare assorbita dalla nostra Terra in un anno. Questi sono frigoriferi naturali che salvano il pianeta dal surriscaldamento. Il loro valore aumenta soprattutto, poiché esiste una reale minaccia di surriscaldamento del nostro pianeta a causa della crescente attività industriale dell'umanità.

La glaciazione crea contrasti sulla superficie terrestre e quindi esalta le masse sopra la Terra, aumenta la diversità dei climi, delle condizioni e delle forme di vita stesse.

I ghiacciai sono enormi riserve di acqua dolce e pulita.

Glaciazione del Dnepr
era massimo nel Pleistocene medio (250-170 o 110 mila anni fa). Consisteva di due o tre fasi.

A volte l'ultima fase della glaciazione del Dnepr si distingue come una glaciazione indipendente di Mosca (170-125 o 110 mila anni fa) e il periodo di tempo relativamente caldo che li separa è considerato interglaciale di Odintsovo.

Nella fase massima di questa glaciazione, una parte significativa della pianura russa era occupata da una calotta glaciale che, in una stretta lingua lungo la valle del Dnepr, penetrava a sud fino alla foce del fiume. Aurelia. Il permafrost esisteva nella maggior parte di questo territorio e la temperatura media annuale dell'aria non era allora superiore a -5-6°C.
Nel sud-est della pianura russa, nel Pleistocene medio, si verificò il cosiddetto "cazaro precoce" nel livello del Mar Caspio di 40-50 m, che consisteva in diverse fasi. La loro datazione esatta è sconosciuta.

Mikulin interglaciale
Dopo la glaciazione del Dnepr (125 o 110-70 mila anni fa). A quel tempo, nelle regioni centrali della pianura russa, l'inverno era molto più mite di adesso. Se attualmente le temperature medie di gennaio sono vicine a -10°С, durante l'interglaciale di Mikulin non sono scese sotto i -3°С.
Il tempo di Mikulin corrispondeva al cosiddetto aumento del "Tardo Khazar" nel livello del Mar Caspio. Nel nord della pianura russa è stato notato un aumento sincrono del livello del Mar Baltico, che si è poi collegato ai laghi Ladoga e Onega e, forse, al Mar Bianco, nonché all'Oceano Artico. La fluttuazione generale del livello dell'oceano mondiale tra le epoche della glaciazione e dello scioglimento dei ghiacci è stata di 130-150 m.

Glaciazione Valdai
Dopo l'interglaciale di Mikulin, costituito dalle glaciazioni del primo Valdai o Tver (70-55 mila anni fa) e del tardo Valdai o Ostashkov (24-12:-10 mila anni fa), separate dal periodo del Medio Valdai di fluttuazioni di temperatura ripetute (fino a 5), ​​durante il cui clima era molto più freddo moderno (55-24 mila anni fa).
A sud della piattaforma russa, il primo Valdai corrisponde a un significativo abbassamento "Atteliano" - di 100-120 metri - del livello del Mar Caspio. È stato seguito dall'innalzamento del livello del mare del "primo Khvalynian" di circa 200 m (80 m sopra il livello iniziale). Secondo A.P. Chepalyga (Chepalyga, t1984), l'afflusso di umidità nel bacino del Caspio del periodo Khvalynian superiore ha superato le sue perdite di circa 12 metri cubi. km all'anno.
Dopo l'innalzamento del livello del mare "Early Khvalynian", seguì l'abbassamento del livello del mare "Enotaevsk" e poi di nuovo l'innalzamento del livello del mare "Tardo Khvalynian" di circa 30 m rispetto alla sua posizione iniziale. Secondo G.I. Rychagov, alla fine del tardo Pleistocene (16mila anni fa). Il tardo bacino Khvalyniano era caratterizzato da temperature della colonna d'acqua leggermente inferiori a quelle moderne.
Il nuovo abbassamento del livello del mare è avvenuto piuttosto rapidamente. Ha raggiunto un massimo (50 m) all'inizio dell'Olocene (0,01-0 milioni di anni fa), circa 10 mila anni fa, ed è stato sostituito dall'ultimo: l'innalzamento del livello del mare "Novo-Caspico" di circa 70 m circa 8mila anni fa.
Approssimativamente le stesse fluttuazioni della superficie dell'acqua si sono verificate nel Mar Baltico e nell'Oceano Artico. La fluttuazione generale del livello dell'oceano mondiale tra le epoche della glaciazione e dello scioglimento dei ghiacci era allora di 80-100 m.

Secondo le analisi dei radioisotopi di oltre 500 diversi campioni geologici e biologici prelevati nel Cile meridionale, le medie latitudini nell'emisfero australe occidentale hanno subito eventi di riscaldamento e raffreddamento contemporaneamente alle medie latitudini nell'emisfero settentrionale occidentale.

Capitolo " Il mondo nel Pleistocene. Grandi glaciazioni ed esodo da Hyperborea" / Undici glaciazioni del Quaternarioperiodo e guerre nucleari


© AV Koltypin, 2010

Distretto della massima accumulazione e della massima potenza. ghiaccio da dove si diffonde. Di solito C. circa. associati a centri elevati, spesso montuosi. Quindi, C. o. La calotta glaciale Fennoscandinava erano le montagne scandinave. Sul territorio della S. Svezia, il ghiacciaio raggiunse una potenza. almeno 2-2,5 km. Da qui si è diffuso attraverso la pianura russa per diverse migliaia di chilometri fino alla regione di Dnepropetrovsk. Durante le epoche glaciali del Pleistocene esistevano molti laghi centrali in tutti i continenti, ad esempio in Europa: alpino, pirenaico, caucasico, Ural e Novaya Zemlya; in Asia - Taimyr. Putoransky, Verkhoyansky e altri.

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Dizionario geologico: in 2 volumi. - M.: Nedra. A cura di KN Paffengolts et al.. 1978 .

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residenti in Europa e Nord Americaè difficile immaginare che solo 200-14 mila anni fa (da un punto di vista geologico - abbastanza recentemente) potenti calotte glaciali, simili a quelle antartiche, coprissero ripetutamente vasti territori. Lobi separati di calotte glaciali scesero nell'Europa orientale fino a 49°N. sh., e in Nord America - fino a 38 ° N. sh. Al posto di Mosca o Chicago, c'erano ghiacciai spessi fino a 1-3 km. Non a caso, a metà del diciannovesimo secolo. il ritrovamento di tracce di queste glaciazioni risalenti all'era tardo quaternaria e all'epoca della comparsa uomo moderno divenne una grande sensazione scientifica. Alcuni ricercatori hanno ritenuto che queste glaciazioni fossero i primi episodi del processo di congelamento generale della Terra, dichiarato dalla teoria di Kant-Laplace. Altri dubitano che i massi, ritenuti glaciali, siano stati effettivamente depositati dai ghiacciai. Tuttavia, uno studio dettagliato di questi depositi e il loro confronto con i depositi dei ghiacciai moderni ha confermato la genesi glaciale di argille massicce (morene) che coprivano le parti settentrionali dell'Europa e del Nord America. È stato individuato un insieme di criteri diagnostici che consentono di distinguere le morene fossili (tilliti) da depositi non glaciali esteriormente simili. I segni più importanti delle tilliti sono massi (erratici) portati da lontano, sfaccettati e tratteggiati dai ghiacciai; striato o accartocciato in pieghe complesse del letto roccioso dei ghiacciai (glaciodislocazioni); cunei di gelo e suoli poligonali; pietre fuse da iceberg (pietre a goccia), frammenti di morene, ecc.

Nella seconda metà del XIX sec. e all'inizio del 20° secolo. furono scoperte tracce di glaciazioni molto più antiche: il tardo Paleozoico (ora datato nell'intervallo 300–250 milioni di anni fa) e poi il Precambriano (750–550 e 2400–2200 milioni di anni fa). Queste scoperte confutavano la teoria di Kant-Laplace del raffreddamento graduale (fino alla glaciazione quaternaria) della Terra originariamente calda. Nel XX e inizio XIX secoli, le glaciazioni sono state identificate e studiate nel Paleozoico inferiore (circa 450 milioni di anni fa) e le più antiche - nel tardo Archeano (circa 2900 milioni di anni fa). Le cause, la natura e le conseguenze delle glaciazioni sono diventate un argomento popolare di discussioni e previsioni scientifiche.

Il grande interesse per le glaciazioni nelle scienze della Terra non è casuale. Il clima è un fattore importante nell'evoluzione dei gusci esterni del nostro pianeta, in particolare la biosfera. Determina il suo stato termodinamico regolando il trasferimento di calore e massa interno e, in parte, esterno. Le glaciazioni sono uno degli eventi climatici più estremi. Sono associati a molti cambiamenti catastrofici sulla Terra, che hanno causato drammatici rapidi cambiamenti quantitativi e qualitativi nella biosfera e nel biota del pianeta.

Storia delle glaciazioni

Condotto nella seconda metà del Novecento. e l'inizio del XXI secolo. un'intensa ricerca geologica in tutti i continenti, così come i risultati dei metodi radioisotopi, paleontologici e chemostratigrafici per determinare l'età delle rocce, hanno permesso di dettagliare in modo significativo la storia e le aree di distribuzione delle antiche glaciazioni sulla Terra. Negli ultimi 3 miliardi storia geologica c'era un'alternanza di lunghi intervalli con frequenti glaciazioni (glacioer) e intervalli in cui non se ne hanno tracce (thermoer) [ , ]. La glacioera è costituita da periodi glaciali alternati (periodi glaciali) e periodi glaciali, a loro volta, sono costituiti da epoche glaciali e interglaciali (Fig. 1). Alcuni ricercatori si riferiscono alle ere glaciali come glaciali ( ghiacciaie) e termoera - serra ( serre) cicli, o modalità climatiche fredde e calde.

Ad oggi, nella storia geologica visibile sono state stabilite cinque ere glaciali e quattro ere termali che le separano.

Glacioera di Kaapval(circa 2950–2900 mA). Le sue tracce sono state trovate nell'Archeano superiore del Sud Africa, sul cratone Kaapvaal. Sono registrati nel sottogruppo del governo nella vasca di Witwatersrand e nel gruppo Mozaan nella vasca di Pongola. Il sottogruppo governativo della Formazione dell'Incoronazione descrive due orizzonti di tilliti spesse circa 30 m, separate da una sequenza di arenarie e scisti di circa 180 m di spessore Le tilliti contengono pietre sparse sfaccettate e tratteggiate. La loro età è compresa tra 2914 e 2970 mA. Ad est, nella parte alta del Gruppo Mozaan, nella Formazione Odvaleni, si osservano quattro strati di tilliti con uno spessore da 20 a 80 m contenenti pietre di varie dimensioni, rotondità e composizione. Alcuni di loro portano tracce caratteristiche di abrasione glaciale e le pietre cadenti sparse negli scisti sono circondate da deformazioni singenetiche come le strutture dei picchi.

Termoera tardo arcaica(2900–2400 milioni di anni fa). Nessun deposito glaciale è stato ancora trovato in questo intervallo di storia geologica, il che ci consente di considerarlo condizionatamente come una termoera.

Glacioera Huroniana(2400–2200 milioni di anni fa). Tracce di glaciazione di questo periodo sono note nel sud del Canada, sulla costa settentrionale del Lago. Urone. Lì, nella parte centrale del supergruppo Huron, ci sono tre formazioni glaciali (dal basso verso l'alto): Ramsay Lake, Bruce e Gauganda. Sono separati da densi depositi non glaciali. Il complesso glaciale Huron è più giovane di 2450 Ma e più vecchio di 2220 Ma. Nel Wyoming, 2000 km a sud ovest di Lake. Huron, depositi glaciali vicino a Huron, sono conosciuti nel supergruppo Snow Pass. Probabilmente analoghi delle tilliti uroniane sono presenti anche nella regione di Shibugamo, a nord-est del lago. Huron e ad ovest della Baia di Hudson. L'ampia distribuzione di depositi glaciali di 2200–2450 Ma in Nord America indica che all'inizio del Proterozoico inferiore, una parte significativa dell'antico nucleo archeano di questo continente fu ripetutamente soggetta a calotte glaciali.

In Europa sono noti depositi simili a depositi glaciali nella parte superiore della serie sarioliana, che sovrasta il massiccio Archean Karelo-finlandese dello Scudo Baltico. La loro età è stimata in 2300–2430 mA.

In Africa, nella depressione del Griqualand, la formazione glaciale McGanyene (precedentemente chiamata Griquatown Tillites) è descritta più giovane di 2415 Ma e più vecchia di 2220 Ma. È composto da tilliti a letto grossolano fino a 500 m di spessore, che contengono pietre irregolari e tagliate dal ghiacciaio. Si osserva un letto di ghiaccio alla base delle tilliti. Analoghi della formazione Makganyene si trovano anche nella depressione del Transvaal.

Nell'Australia occidentale, i depositi glaciali di Meteorite Bore sono comuni. La loro età è compresa tra 2200 e 2450 mA.

Così, nel periodo compreso tra 2400 e 2200 milioni di anni fa, si verificarono ripetutamente grandi glaciazioni sui quattro continenti moderni della Terra, spesso di carattere di copertura. Ciò è testimoniato non solo dall'ampia distribuzione delle rocce glaciali, ma anche dalla presenza di depositi marino-glaciali (iceberg). La correlazione degli orizzonti glaciali del Proterozoico inferiore è difficile ed è ancora difficile stabilire il numero esatto di glaciazioni nel Proterozoico inferiore e il loro rango. Si presume che nella glacioera uroniana siano esistite almeno tre ere glaciali e in ciascuna di esse sono presenti tracce di diversi eventi subordinati discreti che possono essere qualificati come ere glaciali.

Grande pausa di ghiaccio. Dopo la glacioera uronica iniziò una lunga termoera. Durò quasi 1450 milioni di anni (2200–750 milioni di anni fa). Un riscaldamento significativo sulla Terra si è verificato subito dopo la fine della glacioera uronica. Anche in quelle zone dove sono state registrate tracce di glaciazione, il clima è cambiato rapidamente in caldo e arido. In un certo numero di regioni, depositi di carbonato, spesso di colore rosso e stromatolite iniziarono ad accumularsi con numerose inclusioni di pseudomorfi dopo gesso, anidrite e salgemma. In Australia, Russia (Carelia) e Stati Uniti, rocce simili sono state trovate in depositi di età compresa tra 2100 e 2250 milioni di anni fa. In Carelia compaiono rocce e croste carbonatiche di colore rosso come caliche, calcrete e silcrete, caratteristiche di un clima caldo, nonché vuoti dalla lisciviazione dei cristalli di gesso. In alto, nella suite di Tulomozero, di circa 2100 Ma, è stato recuperato da un pozzo uno strato di salgemma dello spessore di 194 m, ricoperto da un membro in anidrite e magnesite di 300 m. Numerose tracce di sedimentazione arida si registrano anche nei depositi proterozoici più giovani, fino alla metà dell'Alto Rifeo (circa 770 Ma).

Le pubblicazioni su tracce di glaciazione durante la Grande Pausa Glaciale sono rare e sollevano dubbi, poiché non contengono segni tipici, e ancor più diretti, di rocce glaciali e hanno una distribuzione prettamente locale.

Glaciera africana(750–540 milioni di anni fa). I suoi depositi sono stati conservati in molte regioni della Terra, ma sono particolarmente ben rappresentati in Africa. Sono stati studiati in modo sufficientemente dettagliato, il che consente di distinguere sei periodi glaciali nella sua composizione.

Kaigas del periodo glaciale. La prima glaciazione della glacioera africana - Kaigas - avvenne circa 754 milioni di anni fa nel Sud Africa. Qualche tempo dopo, 746 milioni di anni fa, iniziò la glaciazione di Chuos. Questi due episodi glaciali vicini per età e luogo dovrebbero, a quanto pare, essere inclusi in un periodo glaciale, lasciando dietro di sé il nome tradizionale Kaigas. Le sue rocce sono rappresentate da depositi marini-glaciali e glaciali fluviali (fluvioglaciali), in cui si verificano in alcuni punti orizzonti di minerali di ferro. Si presumeva che la glaciazione Kaigas avesse un carattere regionale. Tuttavia, ora tracce di glaciazioni all'incirca della stessa età sono state stabilite anche in Africa centrale (il Great Katanga Conglomerate, 735–765 Ma). Una significativa area di distribuzione e la presenza di depositi marino-glaciali fa pensare che i ghiacciai di questo periodo non fossero locali, ma avanzassero in un ampio fronte sulla piattaforma continentale.

In Brasile, i depositi di carbonato alla base della serie Bambui sono stati datati a 740 mA e anche i depositi glaciali sottostanti della Formazione Macaubas possono essere attribuiti al periodo Kaigas glacio.

Glacioperiod Rapitenè costituito da depositi dei gruppi Rapiten nei monti Mackenzie (Canada) e Ghubrah (Oman), la tillite inferiore della Formazione Pocatello (USA, Idaho) e, forse, anche la Formazione Chucheng-Changan (Cina meridionale), formata nel 723– 710 milioni di anni fa. Grandi depositi di minerale di ferro sono associati ai depositi di questo periodo glaciale in Canada e in alcune altre regioni.

Glacioperiod Sturt rappresentato dalla sottoserie Yudnamontana nell'Australia meridionale. Distingue almeno due episodi glaciali. Il primo è associato a Tillit Pualko, separato dal secondo episodio glaciale di Vilierpa da una non conformità e da una sequenza di rocce terrigene, a volte minerali di ferro e da un'unità dolomitica. In Australia, i depositi di Sturtian sono ricoperti direttamente da 660 Ma dolomiti e scisti neri. Depositi marino-glaciali sono sopravvissuti alle glaciazioni di Sturtov, che ne testimoniano il carattere tegumentario. È possibile che alcune delle rocce non sufficientemente studiate della serie Ballaganakh degli altopiani del Patom, simili ai depositi glaciali, appartengano anche a questo periodo glaciale. In Kirghizistan vi sono associati giacimenti molto grandi di minerali di ferro.

Glacioperiod Marino include un gruppo di glaciazioni avvenute circa 640–630 Ma fa (all'inizio del sistema vendiano). Nella sezione tipo dell'Australia Meridionale è rappresentato dalla sottoserie Ierelina, la cui struttura indica un triplice cambiamento negli ambienti glaciali e interglaciali nel bacino aperto. Il periodo delle glaciazioni marine iniziò e si concluse gradualmente - con il rafting, come testimoniano gli scisti contenenti ciottoli sparsi. L'ipotesi che la glaciazione di Marino sia iniziata quasi all'improvviso (circa 650 milioni di anni fa), sia stata continua e si sia conclusa bruscamente (635 milioni di anni fa) è infondata. Questa conclusione si basa su idee ipotetiche sulla continua glaciazione totale della Terra, che copre tutti i continenti e gli oceani (ipotesi palla di neve terra). Questa ipotesi contraddice la natura delle sezioni tipo Marino, Sturt, Rapiten e altri depositi ad essi paragonabili, nonché l'evidenza della conservazione del ciclo generale di scambio delle acque sulla Terra in quel momento.

I depositi glaciali del periodo della glaciazione marina sono noti in molte regioni della Terra: negli Altipiani del Patom (Fig. 2) e nello Scudo Aldan (Fig. 3) della Siberia centrale, in Kirghizistan, Cina, Oman, Monti Mackenzie in Canada , in Nord Africa e Sud America. Diversi episodi si distinguono nelle loro sezioni, che possono essere considerate epoche glaciali.

Periodo glaciale di Gasquier. I suoi depositi glaciali di età compresa tra 584 e 582 mA sono stati stabiliti nella penisola di Terranova. In Nord America, le loro controparti probabili sono i depositi delle formazioni Squantum e Fakir.

Negli Urali medi, per le formazioni glaciali correlate ai depositi di Gasquier, è stata determinata una fascia di età compresa tra 567 e 598 Ma. Alcuni altri strati glaciali sono attribuiti a questo glacioperiodo sulla base di correlazioni stratigrafiche lontane (formazione Mortensnes nella Norvegia settentrionale, ecc.) o del tutto non provate, solo in base alla loro posizione stratigrafica in sezioni poste al di sopra dei depositi Marino (ad esempio le formazioni Halkanchoug e Lochuan in Cina e Sera Azul in Brasile). Infatti, come verrà mostrato di seguito, molti di essi appartengono al più giovane Baikonur glaciohorizon.

Periodo glaciale Baikonur. Questa glaciazione ebbe luogo immediatamente prima del Nemakit-Daldynian, che pose fine al periodo vendiano del Tardo Precambriano (547–542 Ma). I suoi depositi includono la Formazione Baikonur dell'Asia centrale, la parte basale della Formazione Zabit del Sayan orientale, la Formazione Khankalchog della cresta Kurugtag, Hongtiegou Tsaidam, la Formazione Zhengmuguang delle montagne Helan Shan, Lochuan e i suoi analoghi in Cina. Le tilliti dei massicci precambriani possono essere attribuite anche al periodo della glaciazione di Baikonur. Europa centrale(minore di 570 e più vecchio di 540 mA), la Purple de Ahnet Ahaggara Triad (535–560 mA), la sottoformazione Wingerbrick (545–595 mA) e la parte inferiore della formazione Nomtsas del gruppo Nama della Namibia (539 –543 mA).

Il principale episodio glaciale di questo periodo di glaciazione si è verificato vicino al confine inferiore del Nemakit-Daldynian, circa 542 Ma fa. Il suo significato è enfatizzato dalla rottura stratigrafica e dalla grande escursione negativa di δ 13 С alla base dei depositi Nemakit-daldyniani. L'episodio di Baikonur vero e proprio e, probabilmente, la glaciazione di Nomtsas in Namibia, di età simile, è stato preceduto dall'episodio glaciale di Wingerbrik (545 Ma), così come dall'episodio di Hongtiegou recentemente descritto a Tsaidam. I fossili trovati sotto e sopra la Formazione Hongtiegou testimoniano la vicinanza della sua epoca alla parte centrale del Vendian.

Termoera del primo Paleozoico(540–440 milioni di anni fa). Durante il Cambriano e la maggior parte dell'Ordoviciano non sono state trovate tracce di glaciazione. Questo intervallo di tempo, nonostante i grandi massicci della terra del Gondwana si trovassero alle alte latitudini meridionali, era caratterizzato da numerosi segni di un clima caldo e arido. A quel tempo erano diffusi depositi di carbonato (comprese le scogliere) e bacini salini. Spesso c'erano rocce carbonatiche di colore rosso e argille caolinitiche. Poi (ad eccezione del Cambriano) la diversità faunistica del biota marino crebbe rapidamente, specialmente nell'Ordoviciano medio e all'inizio del Tardo Ordoviciano. Questa volta è spesso indicato come il grande evento di biodiversificazione dell'Ordoviciano. Pertanto, il segmento della storia geologica dall'inizio del Cambriano all'inizio del Tardo Ordoviciano è considerato una termoera, durata circa 100 milioni di anni.

Glacioera del Gondwana(440–260 milioni di anni fa). I dati sulla glaciazione sono principalmente associati al megacontinente del Gondwana. Qui si distinguono cinque periodi glaciali.

Glacioperiodo paleozoico inferiore. Le prime glaciazioni relativamente piccole nel Paleozoico inferiore si verificarono apparentemente all'inizio o alla metà dell'età di Catian (Caradoc), e le ultime tracce di glaciazioni stabilite in modo affidabile di questo periodo di glaciazione risalgono al tardo Nellandoveria - all'inizio del periodo Venlockiano. Pertanto, l'era glaciale del Paleozoico inferiore è durata circa 20 milioni di anni. È diviso in tre epoche glaciali: l'iniziale - Catian, la principale - Hirnantian e la finale - Llandoverian-Wenlockian.

Katian Glacio Epoca. La prova che le glaciazioni dell'Ordoviciano iniziarono già quando Caradoca è apparsa ripetutamente. Nell'est del Nord America (in Nuova Scozia), vicino alla sommità della Formazione Halifax, è noto un membro di metatilliti con pietre irregolari, sfaccettate, tratteggiate e iceberg. La formazione di roccia bianca sovrastante contiene una fauna del Caradozia o forse un po' più giovane. Un'età più sicura è stabilita per i depositi marini glaciali di Gander Bay di Terranova nord-orientale, che sono direttamente ricoperti dagli scisti di graptolite del Caradocian. Nell'Africa meridionale, nel gruppo della Table Mountain, sono noti due orizzonti glaciali nella Formazione Packhuis, la cui natura è confermata dalla presenza di pietre tratteggiate e sfaccettate, un letto di ghiaccio, glaciodislocazioni, cunei di gelo e suoli poligonali. La loro età, molto probabilmente, è Katian. La fauna caratteristica del tardo Hirnantian è stata trovata nei sedimenti sovrastanti le tilliti. La più antica tillite Hangklin è stata trovata nelle rocce sottostanti la Formazione Packhuis. Sulla base della fauna rara e indirettamente, sulla base della velocità di sedimentazione, la sua età è stimata in Caradokian. Alcuni ricercatori ritengono che almeno tre glaciazioni si siano verificate nello stadio Catian.

Epoca del Glacio Hirnantiano. Durante questa epoca raggiunse la glaciazione del Paleozoico inferiore dimensioni massime(Fig. 4). La sua natura e la sua età sono particolarmente ben stabilite in Nord Africa e Arabia, le regioni classiche del suo sviluppo. Qui, nei tratti più completi dell'Hirnantian, si registrano almeno cinque episodi glaciali, la cui durata complessiva è stimata in 1,4 ± 1,4 Ma. Secondo alcune stime ricavate dalle fluttuazioni glacioeustatiche (fluttuazioni del livello degli oceani mondiali causate dalla formazione e dallo scioglimento dei ghiacciai), la copertura di Hirnant copriva tutta l'Africa, l'Arabia, la Turchia, oltre a una vasta area del centro sud America. Ai piedi delle Ande, i depositi glaciali del Paleozoico inferiore si estendono in una cintura quasi continua dall'Ecuador all'Argentina. La fauna della zona superiore di Hirnantium è stata trovata direttamente al di sopra delle tilliti.

Epoca glaciale di Llandoverian-Wenlock. Depositi glaciali del Paleozoico inferiore sono noti nel bacino amazzonico, nella parte centrale contengono la prima fauna di Llandover (comprese le graptoliti). La parte superiore di questa sezione è quindi da attribuire al Siluriano Inferiore, a partire da Llandovery. Nella parte sud-occidentale della Bolivia e in una vasta area delle regioni adiacenti del Perù e dell'Argentina è diffusa la suite marino-glaciale di Kancaniri (Tillites Zapla). È composto da tilliti massicce, stratificate o stratificate, che contengono pietre e massi irregolari e tratteggiati fino a 150 cm di diametro e contengono fossili del Nlandoveriano medio e tardo e del primo Wenlock.

Tardo Devoniano - Inizio del periodo glaciale del Carbonifero iniziò alla fine del famenn. Nel nord del Brasile, nel Famenniano e nel Basso Carbonifero, si sono conservate tracce di tre episodi glaciali. Tracce della glaciazione dell'Alta Famennia sono state trovate anche negli Stati Uniti, nel nord-est della cintura degli Appalachi.

La maggior parte dei ricercatori è incline a credere che le glaciazioni del tardo devoniano e del primo carbonifero fossero principalmente di carattere pedemontano. Tuttavia, la presenza nei sedimenti di bacini e facies fluvioglaciali indica la diffusione dei ghiacciai in pianura e talvolta sulle coste. bacini principali, cosa possibile solo con una glaciazione molto significativa. Ciò è dimostrato anche dai depositi glaciali del Tardo Devoniano - Primo Carbonifero nel nord del Brasile, che si accumulavano nei vasti bacini della piattaforma delle medie latitudini.

Periodo glaciale del Carbonifero medio. I suoi depositi sono distribuiti molto più ampiamente e sono stabiliti nelle parti occidentale, orientale e settentrionale del Gondwana. A giudicare dalle sezioni ben studiate della parte orientale dell'Australia, che sono datate mediante radioisotopi e metodi biostratigrafici, l'era glaciale del carbonifero medio iniziò nel mezzo del Serpukhoviano e terminò alla fine di Mosca. Quattro episodi sono ambientati qui. La durata di ciascuno di essi va da 1 a 5 milioni di anni. Gli episodi sono separati da intervalli di circa 2–3 Ma, in cui non vi sono tracce di glaciazioni. Tutti questi episodi possono essere qualificati come epoche glaciali e interglaciali.

Primo periodo glaciale del Permiano - massimo nella glacioera del Gondwana. Apparentemente iniziò alla fine del secolo Gzhel e terminò all'inizio dell'Artinsk. Ha due episodi glaciali. Al di fuori dell'Australia, i depositi dell'era glaciale del Permiano inferiore sono distribuiti su un vasto territorio, dalla parte occidentale a quella orientale del Gondwana (Fig. 5).

Periodo glaciale tardo permiano completò la glacioera del Gondwana. I suoi depositi sono di distribuzione limitata. A regioni orientali Australia, include due episodi glaciali. Il primo, che copre l'estremità del Kungurian e parte del Kazanian, è rappresentato dalla facies glaciale dell'iceberg distale. Il secondo, che copre la parte superiore dello Stadio Wardian e lo Stadio Capitaniano (la parte mediana dello Stadio Tatar), è anch'esso composto da depositi di iceberg. La glaciazione del tardo Permiano si è manifestata anche nel nord-est asiatico. Nella zona ripiegata di Verkhoyansk, sono diffusi i tilloids del Permiano superiore (rocce clastiche grossolane non classificate e non stratificate simili a tilliti). In un certo numero di sezioni contengono segni di origine glaciale: pietre a goccia, pellet, pietre sfaccettate e covate.

mesozoico-Paleogene termoera(250-35 milioni di anni fa). Le perturbazioni climatiche a lungo termine della glacioera del Gondwana hanno lasciato il posto a un caldo clima mesozoico.

Le ricostruzioni climatiche globali basate su una serie di indicatori hanno mostrato che tutte le alte e medie latitudini di entrambi gli emisferi della Terra nel Mesozoico si trovavano in zone climatiche temperate e calde e umide. Occasionalmente si è formato ghiaccio stagionale alle alte latitudini, come dimostrano i rari ritrovamenti di pietre a goccia. Ma, poiché sia ​​la distribuzione territoriale che quella stratigrafica del ghiaccio era insignificante, si può presumere che le temperature medie annuali alle alte latitudini fossero significativamente più elevate di quelle attuali. Alle basse latitudini prevaleva un clima arido e solo nella seconda metà del Cretaceo apparvero zone umide equatoriali.

Durante il Mesozoico a volte si verificavano riarrangiamenti abbastanza significativi della zonalità climatica, ma tutti questi cambiamenti erano limitati all'area delle temperature positive. Non è stata trovata alcuna prova diretta di glaciazioni mesozoiche, ad eccezione di un caso nell'Australia meridionale, dove Tillit Livingston, spesso fino a 2 m, è stato trovato in un unico affioramento di rocce berriasiane-valangine. A giudicare dalla distribuzione limitata, questa è una formazione puramente locale. Conglomerati, brecce e scisti di ghiaia non selezionati erano talvolta classificati come "possibili tilliti" e il congelamento stagionale di bacini idrici e fiumi era attribuito alle condizioni glaciali.

Nonostante la mancanza di prove dirette dell'esistenza delle glaciazioni mesozoiche, in l'anno scorsoè nata un'ipotesi spuntini freddi. Suggerisce la ripetizione ripetuta nel Mesozoico di brevissimi episodi glaciali, che si sono manifestati solo alle alte latitudini e hanno portato a piccole glaciazioni polari, che rappresentavano circa un terzo delle moderne calotte polari.

Questa ipotesi si basa interamente su prove circostanziali. In primo luogo, sulle rapide fluttuazioni del livello del mare del "secondo e terzo ordine", che sono attribuite ad un carattere glacioeustatico, se fossero accompagnate da un aumento di δ 18 O nei sedimenti. Tuttavia, una diminuzione del livello del mare di qualsiasi origine dovuta ad un aumento dell'albedo del pianeta porta ad un certo raffreddamento e ad un aumento di δ 18 O delle precipitazioni.

In secondo luogo, la presenza di pietre a goccia in alcuni sedimenti del Giurassico medio e del Cretaceo è considerata una conferma di questa ipotesi. Nel Mesozoico sono distribuiti principalmente alle alte paleolatitudini e hanno un'origine diversa. Molto spesso vengono trovate e menzionate pietre separate da ghiaccio stagionale. Ora si formano regolarmente nei mari, laghi e fiumi temperati zona climatica, fino a 45° N. sh. Queste latitudini sono caratterizzate da temperature medie annuali positive. Non ci sono glaciazioni (ad eccezione di quelle montuose) lì. Inoltre, i dropstones possono essere di origine biogenica e non dovrebbero servire come prova di glaciazioni.

Il terzo argomento a favore dell'ipotesi spuntini freddi- ampia distribuzione nei giacimenti mesozoici di glendoniti - il flyer del Mar Bianco (CaCO 3 6H 2 O). Tuttavia, ora queste formazioni si trovano costantemente nei bacini freddi delle alte e medie latitudini. La loro presenza indica un clima temperato freddo, non una glaciazione.

Fatta eccezione per il menzionato affioramento di tilliti in Australia, non sono state trovate tracce di depositi glaciali mesozoici in nessuno dei continenti della Terra o nelle isole dell'Artico. Si presume spesso che i centri della glaciazione siano nascosti sotto la moderna calotta glaciale antartica. Ma tali conclusioni non sono supportate da studi dettagliati sulla vegetazione fossile sulla costa dell'Antartide. Ad esempio, uno studio sulla tarda foresta albiana vicino alla base della penisola antartica ha mostrato che la foresta era di media densità, consisteva principalmente di conifere a foglia larga verdi tutto l'anno e assomigliava alle moderne foreste temperate umide della Nuova Zelanda meridionale.

Le temperature mesozoiche delle acque profonde alle alte latitudini meridionali, ottenute (con il metodo δ 13 O) da foraminiferi bentonici, nel Giurassico e nel Cretaceo variavano da 5 a 11 intorno a 4°C, con uno spessore di diverse centinaia di metri). Ricordiamo che ora la temperatura delle acque profonde alle alte latitudini meridionali è di -1,5 - +0,5°C. Questi dati indicano che l'Antartide nel Mesozoico non fu soggetta a glaciazione. Questa conclusione è coerente con i risultati del più realistico modelli informatici. Questi ultimi mostrano che se si verificavano glaciazioni mesozoiche in Antartide, erano di natura montuosa o molto effimera.

È ancora più controverso ipotizzare la presenza di calotte glaciali mesozoiche alle alte latitudini dell'emisfero settentrionale. I depositi mesozoici sono diffusi lì, ben studiati e non contengono tracce di depositi glaciali. Tuttavia, in base all'ipotesi spuntini freddi, alcuni autori, basandosi solo su modelli geochimici e climatici astratti, hanno compilato una ricostruzione paleoclimatica per l'intervallo di confine giurassico medio-alto dell'emisfero settentrionale. Hanno ricostruito un'enorme calotta glaciale solo leggermente più piccola dell'Antartide. Il suo spessore superava i 5 km e si estendeva per 4000 km, da Chukotka al confine occidentale della piattaforma siberiana. Lo scudo proposto avrebbe dovuto lasciare tracce della sua esistenza in molte grandi depressioni piene di depositi giurassici continentali e marini (compresi i depositi della parte media e superiore del sistema giurassico). Tuttavia, finora non sono state trovate tracce di depositi glaciali giurassici. In alcuni tratti si trovano glendoniti e rari frammenti - tracce di deriva del ghiaccio stagionale. Questo non è sorprendente. Secondo i dati paleomagnetici, la regione si trovava in quel momento ad alte latitudini polari. Anche la ricostruzione di un'enorme calotta glaciale nel nord-est asiatico è confutata da fatti geologici. I risultati della suddetta simulazione sono del tutto assurdi. I suoi autori sono stati guidati esclusivamente da considerazioni e calcoli astratti, ignorando completamente i dati geologici disponibili. Questo approccio è un esempio di come trasformare in un valido metodo di ricostruzioni paleoclimatiche giochi per computer. Sfortunatamente, scredita in modo significativo i metodi di modellazione del paleoclima in generale.

Glacioera Antartica(35 milioni di anni fa - oggi), in cui viviamo, iniziò nel tardo Cenozoico. La sua storia e, naturalmente, la storia dell'attuale periodo quaternario sono state studiate intensamente negli ultimi decenni. Una vasta letteratura è dedicata a questo argomento [,]. Ci limitiamo qui ad una breve enumerazione dei principali eventi della glacioera antartica.

All'inizio del Cenozoico, nel Paleocene e nell'Eocene, il clima della Terra (come nel Mesozoico) rimase privo di ghiaccio. La fine del Paleocene e l'inizio dell'Eocene furono particolarmente calde. In questo intervallo sono stati rilevati diversi massimi di temperatura sulla Terra. Tra questi spiccano gli optima del primo e medio Eocene. Nella seconda metà dell'Eocene iniziò il raffreddamento e nell'Oceano Antartico apparvero le prime tracce di ghiaccio o rafting glaciale. Allo stesso tempo, è aumentato il rafting stagionale sul ghiaccio nell'Artico. Apparentemente, negli altopiani dell'Antartide in quel momento nacquero i ghiacciai di montagna, le cui lingue in alcuni punti (ad esempio nella baia di Pryudos) raggiungevano il mare. Una calotta glaciale continentale commisurata a quella moderna si è formata nell'Antartide orientale proprio all'inizio dell'Oligocene, circa 34 milioni di anni fa. Presto i ghiacciai raggiunsero il bordo della piattaforma. Alla fine dell'Oligocene e all'inizio del Miocene si è verificato un certo riscaldamento, accompagnato da significative fluttuazioni del clima e del volume della calotta glaciale. Le simulazioni hanno dimostrato che il volume della calotta glaciale dell'Antartide orientale a quel tempo era talvolta ridotto al 25% della sua dimensione attuale. Molto probabilmente, poi sono emerse le banchise del Rodano e di Ross. Nel tardo Miocene si verificò nuovamente un forte raffreddamento. La calotta glaciale ha nuovamente raggiunto le dimensioni continentali. Un riscaldamento a breve termine, simile a quello moderno, si è verificato nel Pliocene medio 3,3–3,15 milioni di anni fa. Potrebbe essere stato associato alla scomparsa quasi completa dello Scudo dell'Antartide occidentale.

Il tardo Pliocene e il Quaternario furono caratterizzati da un rapido progressivo raffreddamento. Allo stesso tempo, iniziò la glaciazione continentale nell'emisfero settentrionale. Le calotte glaciali 2,74–2,54 milioni di anni fa si formarono nell'Eurasia settentrionale e in Alaska. Il rafting stagionale sul ghiaccio di materiale terrigeno nell'Oceano Artico si è intensificato. Questo raffreddamento ha portato alla crescita della calotta glaciale dell'Antartide, che 20-11 mila anni fa ha raggiunto il bordo della piattaforma e il versante continentale della terraferma. Durante i massimi glaciali, i ghiacciai dell'Eurasia e del Nord America si sono diffusi alle medie latitudini.

In generale, durante il Cenozoico superiore si possono individuare tre massimi glaciali principali: nell'Oligocene, alla fine del Miocene, e alla fine del Pliocene - Quaternario. Forse dovrebbero essere considerati come periodi glaciali separati.

Tutti gli eventi glaciali del tardo cenozoico sia in Antartide che nell'emisfero settentrionale sono stati complicati da un intero spettro di fluttuazioni climatiche quasi periodiche più brevi di diverse ampiezze e segni. A volte sono (in modo molto condizionale) indicati come glaciali e interglaciali. A giudicare dalla periodicità, le fluttuazioni dell'irraggiamento solare sono diventate la causa delle oscillazioni glaciali. Questi ultimi erano dovuti alla sovrapposizione di oscillazioni di diversa durata associate a variazioni dell'eccentricità dell'orbita terrestre, dell'angolo di inclinazione dell'asse terrestre e della sua precessione. In sintesi, queste variazioni hanno fornito un quadro complesso con gruppi di cicli prevalenti in ampiezza negli intervalli di 19–24 kyr (precessionale), 39–41 kyr (a causa dell'inclinazione dell'asse terrestre), 95–131 e 405 kyr (orbitale). Il più breve di questi cicli (corrispondente all'incirca ai cicli di Milankovitch) determinò l'alternanza nel tardo Pliocene e nel Pleistocene di periodi glaciali e interglaciali. Nei depositi perforati sulla Ross Ice Shelf, negli ultimi 4 milioni di anni, si registrano 32 cicli glaciali-interglaciali con una durata media di 125mila anni. Nell'Europa orientale sono stati registrati 15 episodi glaciali dall'inizio del Pleistocene all'inizio dell'Olocene.

Nel Miocene prevalevano le fluttuazioni climatiche di natura prevalentemente precessionale, con periodi di 19-21 mila anni, e con l'inizio delle glaciazioni nell'emisfero settentrionale iniziarono a dominare le fluttuazioni della durata di 41 e 125 mila anni, associate a cambiamenti nell'inclinazione dell'asse e dell'orbita terrestre.

Carattere generale delle glaciazioni

La prima cosa che attira l'attenzione guardando la Fig. 1, si tratta di un netto aumento del numero e della densità delle glaciazioni negli ultimi 3 miliardi di anni. Questo fatto difficilmente può essere spiegato con la conoscenza più debole degli antichi giacimenti. Nella seconda metà del 20° secolo, soprattutto durante la Guerra Fredda, in connessione con la ricerca di materie prime strategiche, la mappatura geologica di quasi tutte le parti del nostro pianeta (anche paesi poco sviluppati e regioni difficili da raggiungere) composta da antichi rocce sono state eseguite. Successivamente sono stati scoperti numerosi giacimenti di vari minerali. In tali studi sarebbe difficile non notare depositi glaciali, che di solito formano grandi corpi, fungono da indicatori stratigrafici, hanno una distribuzione regionale e attirano anche l'attenzione dei geologi con il loro aspetto e origine straordinari. Inoltre, si osserva un aumento della frequenza delle glaciazioni anche nel tardo Precambriano e nell'intero Fanerozoico, che è stato studiato in dettaglio. Si può presumere che un tale aumento nel tempo sia associato all'indebolimento del vulcanismo del mantello e al progressivo sviluppo della biosfera.

Glacioere di epoche diverse hanno una certa somiglianza. In primo luogo, quelle glacioere che possono essere datate hanno una durata ravvicinata (l'uroniano è di circa 200 mA, l'africano è di 210 mA e il Gondwana è di 190 mA). In secondo luogo, sono simili nella struttura. Tutte le ere glaciali sono costituite da 3-6 ere glaciali discrete che durano da diversi milioni a diverse decine di milioni di anni.

A storia visibile La terra ha almeno 20 ere glaciali. Tutti loro, a loro volta, consistevano in discreti eventi glaciali che possono essere qualificati come ere glaciali. Uno studio dettagliato degli isotopi dell'ossigeno nel tardo Cenozoico e parzialmente nel Paleozoico ha mostrato che le epoche glaciali erano complicate da significative fluttuazioni climatiche con periodi da 400-500 mila a 20 mila anni.

Le glacioere erano simili non solo nella struttura, ma anche nella loro dinamica generale. Di norma, iniziavano con brevi ere glaciali regionali, che, aumentando di dimensioni e intensità, raggiungevano la loro scala massima (di solito intercontinentale) nella seconda metà della glacioera, estendendosi alle medie e talvolta, forse, alle basse latitudini. Poi le glaciazioni si sono rapidamente degradate. La glaciazione del Pleistocene era apparentemente al suo massimo nel tardo Cenozoico glacioera. Si può presumere che dopo il riscaldamento dell'Olocene (se l'uomo non interviene) dovrebbe arrivare una nuova piccola glaciazione.

Tra le glaciazioni Precambriane e Fanerozoiche non ci sono solo somiglianze, ma anche alcune differenze. In primo luogo, le singole glaciazioni precambriane erano apparentemente più diffuse di quelle più estese del Fanerozoico. In secondo luogo, le glaciazioni Precambriane e Fanerozoiche sono associate ad anomalie dei carboidrati δ 13 C di segno opposto (negativo nel Precambriano e positivo nel Fanerozoico). Infine, molte glaciazioni neoproterozoiche furono sostituite dalla deposizione di branchi di caratteristiche dolomiti a strati sottili. Queste differenze tra le glaciazioni Precambriane e Fanerozoiche sono molto importanti per chiarire le cause della loro insorgenza. Tuttavia, una spiegazione convincente di questi fatti non è stata ancora trovata.

Possibili cause delle glaciazioni

Le cause della glaciazione sono ancora oggetto di numerose ipotesi contrastanti e mutuamente esclusive che riguardano un'ampia gamma di processi, dall'intergalattico al microbiotico. Ora molti ricercatori sono inclini a pensare che le glaciazioni siano state causate dall'interazione di diversi processi geodinamici, geochimici e biotici. Le glaciazioni tardo arcaiche e del primo proterozoico sono apparentemente associate alla comparsa di organismi fototrofici e all'ossigenazione primaria dell'atmosfera. Nel Neoproterozoico e nel Fanerozoico, la principale causa di grandi fluttuazioni climatiche (compresa la comparsa di glacioera) erano molto probabilmente i processi geodinamici e la natura speciale del vulcanismo. A giudicare dall'ultimo segmento ben studiato della storia geologica, durante i picchi del vulcanismo del pennacchio del mantello, il contenuto di gas serra nell'atmosfera è aumentato, il che ha portato al riscaldamento. Aumento dell'assorbimento di CO 2 da parte di organismi fototrofici, seguito dalla sua sepoltura sotto forma di carbone, suolo, carbonato e limi ricchi di sostanze organiche e, inoltre, assorbimento intensivo di CO 2 durante l'erosione dei silicati, la sua rimozione nell'oceano e anche la precipitazione del carbonio sotto forma di carbonati potrebbe causare riscaldamento. Contemporaneamente si è verificato un aumento del contenuto di ossigeno nell'atmosfera e l'ossidazione del metano. Questi processi, che hanno ridotto il contenuto di gas serra nell'atmosfera, hanno portato al raffreddamento. Se hanno coinciso con l'intenso cedimento della crosta terrestre nel mantello nelle zone di subduzione e il vulcanismo esplosivo calc-alcalino associato, la Terra ha continuato a raffreddarsi come risultato dell'ulteriore rimozione del carbonio dalla biosfera e della sua sepoltura nel mantello. L'intasamento della stratosfera con i prodotti del vulcanismo esplosivo ha ridotto la trasparenza dell'atmosfera. Come risultato della sovrapposizione di questi processi, l'equilibrio termico della biosfera è diminuito e si sono verificati raffreddamento e glaciazione. A questi principali cicli climatici, determinati dai processi geodinamici e dalla natura del vulcanismo, si sono sovrapposti i cicli astronomici sopra citati.

Il ruolo delle glaciazioni nella biosfera

Il clima è stato a lungo considerato uno dei motori dei processi evolutivi. In particolare, è stato osservato che la crescita della biodiversità e la relativa stabilità tassonomica del biota sono associate alle termoere e, al contrario, alle glaciazioni, all'estinzione e al successivo rinnovamento del biota. Tuttavia, i meccanismi di tale aggiornamento non sono stati considerati in dettaglio. I dati moderni sulle glaciazioni ci consentono di trarre alcune conclusioni su questo problema. La gerarchia a più stadi degli eventi glaciali (glacioera → periodi glacio → epoche glacio → oscillazioni più brevi di diverse frequenze) ha creato una serie continua di crisi biosferiche. I processi climatici, caratterizzati da alta velocità e diversa frequenza, hanno causato riarrangiamenti di diverse scale in tutti i sottosistemi della biosfera (Fig. 6).

Nella troposfera le glaciazioni provocavano un abbassamento della temperatura, una riduzione del trasferimento di umidità, una ristrutturazione e potenziamento dei sistemi di circolazione. Durante le glaciazioni, la temperatura media della Terra è diminuita (di almeno 5°C).

Nell'idrosfera sono sorte piattaforme di ghiaccio e coperture di ghiaccio perenni, la temperatura e il livello degli oceani sono diminuiti. Ciò ha portato all'emergere della psicosfera, alla temperatura geochimica e alla stratificazione dei gas delle masse d'acqua e ai cambiamenti nel sistema di circolazione nell'oceano. Nei continenti, le piattaforme e i bacini epicontinentali sono stati drenati al di fuori delle zone di glaciazione, il carattere è cambiato e le fasce climatiche, biogeografiche e pedologiche si sono spostate, la base dell'erosione è diminuita, il deflusso solido dalla terra è aumentato e il deflusso solubile si è indebolito. A la crosta terrestre sono stati osservati ripetuti cedimenti e sollevamenti glacioeustatici e isostatici.

Le crisi ecologiche e biotiche associate a tutti questi cambiamenti hanno portato all'estinzione e alla migrazione degli organismi. È rimasto un certo numero di specie resistenti alle nuove condizioni e l'emergere di nuove specie in condizioni di crisi è rallentato. C'era una specie di ristagno del biota. Allo stesso tempo, il rilascio di una parte significativa del vecchio e l'emergere di nuove nicchie ecologiche ha portato alla diversificazione degli organismi conservati. Le continue e forti sollecitazioni durante la cascata delle crisi ecologiche hanno causato ipermutazioni negli organismi e, di conseguenza, la formazione di nuove forme. La selezione di organismi resistenti da loro ha portato all'emergere di bionovazioni. L'emergere di nuove forme e la diversificazione delle forme sopravvissute alle crisi, a sua volta, ha dato origine a cambiamenti ecologici irreversibili e più generali della biosfera. Hanno contribuito ai processi evolutivi nella biosfera in generale e nel biota in particolare. Pertanto, è sorta una stretta relazione tra la velocità dei processi abiotici e biotici.

L'ampia distribuzione delle cianofite e l'ossigenazione primaria dell'oceano e dell'atmosfera iniziò con la glacioera Huroniana. Durante il primo Proterozoico e la maggior parte del Riphean, i processi evolutivi ebbero luogo principalmente a livello molecolare e cellulare. Si conclusero nel Tardo Rifeo con l'eucariotizzazione di massa del biota, che divenne un prerequisito per i turbolenti eventi biosferici e biotici della glacioera africana.

A causa del ripetuto ripetersi di glaciazioni di varia entità e delle connesse crisi ambientali, la glacioera africana fu caratterizzata da una serie di impulsi evolutivi che accelerarono evoluzione biologica in genere. In quel periodo, a seguito di una serie di glaciazioni, si formarono un nuovo biota fanerozoico e la biosfera terrestre. Rari resti di anellidomorfi e amebe corazzate sono apparsi nella sezione del Rifeo Superiore dopo le prime tre glaciazioni neoproterozoiche. I sedimenti che ricoprono le tilliti vendiane di Nantou (un analogo stratigrafico delle tilliti Marino) contengono le prime alghe macroscopiche, biomarcatori di spugna e possibilmente embrioni di metazoi.

Dopo la glaciazione di Gasquier fiorirono organismi pluricellulari vendiani: apparvero grandi acritarchi acantomorfi, vari alghe multicellulari(vendotenidi, eocholinidae, ecc.), animali del tipo ediacarano, e poi bilateri e i primi animali con scheletro carbonatico (claudins) e agglutinato (sabellitidi). Dopo la glaciazione di Baikonur, sorse una varietà di piccoli organismi scheletrici: la fauna a conchiglia.

Così, dopo ogni glaciazione della glacioera africana, si nota l'emergere di nuovi gruppi di organismi, la fioritura di alcuni preesistenti e il cambiamento di quelli dominanti. Come risultato di questi processi, alla fine della glacioera africana, si formò sulla Terra una biosfera di tipo fanerozoico. L'accelerazione culminò nello sviluppo insolitamente rapido di organismi multicellulari non scheletrici e scheletrici nell'età non Makitdaldyn del Vendian e all'inizio del Cambriano. Non è un caso che il momento forte accelerazione di questi processi, il suo extremum, coincise con la fine dell'ultimo evento della glacioera africana - il glacioperiod di Baikonur. L'accelerazione dell'evoluzione durante la Glacioera africana è particolarmente evidente sullo sfondo dei lunghi processi evolutivi che hanno caratterizzato la Grande Pausa di Ghiaccio.

La Gondwana glacioera è stata accompagnata da una conquista di massa di nuovi spazi ecologici da parte di organismi: pelagici (graptoliti, endoceratidi, actinoceratoidi, pesci, pangolini, ecc.), terrestri (piante varie, foreste, anfibi, rettili) e troposfera (insetti volanti). L'estinzione di massa del Tardo Ordoviciano non fu una catastrofe improvvisa e di breve durata, come viene solitamente presentata. È stato preparato da una serie di precedenti glaciazioni ed eventi biotici. L'immediato impulso all'estinzione fu la Grande glaciazione Hirnantiana.

Il principale evento biotico della glacioera antartica è stata la formazione dell'umanità. La rapida divergenza degli ominidi avvenne parallelamente alle principali glaciazioni. I primi rappresentanti del sottordine antropoide apparvero nell'Oligocene e le prime tre specie della famiglia degli ominidi furono trovate nel Miocene superiore, caratterizzato da un forte raffreddamento. In depositi di un Pliocene ancora più freddo sono già state rinvenute 13 specie di ominidi, compresi i resti di Australopiteco. Nella prima metà del Pleistocene (circa 2,4-1,9 milioni di anni fa) apparve la prima specie primitiva del genere Homo ( H. habiles ecc.) e gli strumenti più semplici. I resti di H. heidelbergensis e tracce dell'uso sistematico del fuoco. Alla fine del Pleistocene (circa 0,2 milioni di anni fa, immediatamente prima o durante la glaciazione Mosca-Dnepr), la specie H. sapiens.

In conclusione, qualche parola in più sul significato delle glaciazioni. Hanno svolto un ruolo importante nello sviluppo della biosfera e del biota della Terra. I Glacioera furono intervalli critici nella storia della biosfera, durante i quali i processi di evoluzione accelerarono e si verificarono la formazione di biosfere e biota di nuovi tipi. Nella glacioera Huroniana e dopo, i cianobatteri si diffusero particolarmente e il primo ossigeno apparve nell'atmosfera. Durante la glacioera africana si formarono la biosfera e il biota di tipo fanerozoico. Durante la glacioera del Gondwana sorse il biota terrestre. Piante e animali hanno completamente conquistato la terra. Naturalmente, non è un caso che la formazione dell'umanità sia avvenuta durante la glacioera antartica.

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Dalla fine del Precambriano all'inizio del Mesozoico, il megacontinente del Gondwana unì Africa, Sud America, India, Australia e Antartide.

Ricordiamo che il previsto aumento più volte inferiore della temperatura media della Terra è considerato una grave catastrofe per l'umanità.