Умови утворення льодовикових періодів Причини коливань земного клімату вивчались багатьма, проте жодна теорія ще не дала вичерпного пояснення. Гіпотези можна розділити на кілька груп. Деякі геологічні теорії прагнуть пояснити зміну клімату через міграцію континентів, а деякі пояснюють такий ефект гірськоутворюючими процесами. На думку цих дослідників, однією з важливих умов формування льодовикових періодів є те, що великі площі суші повинні розташовуватися навколо принаймні одного з полюсів. Високі гірські маси, навпаки, можуть сприяти формуванню льодовикового періоду, знижуючи середню температуру та змінюючи велику земну атмосферу. Інша група ідей має фізико-хімічний характер. Коливання клімату Землі при зміні хімічного складу атмосфери та їх вплив на тепловий баланс Землі

льодовикових

пояснюється його наслідками. Є ті, хто підозрює позаземні фактори, що стоять за змінами. На думку деяких дослідників, наше Сонце є змінною світловою зіркою, тому кількість енергії, що виділяється під час його випромінювання, змінюється в ритмі 200-250 мільйонів років, що, звичайно, також впливає на клімат Землі. Основним недоліком цієї ідеї є те, що її відправна точка не повністю доведена. Іншим припущенням є те, що наша Сонячна система іноді проходить через міжзоряну хмару пилу, яка може збільшувати енергію, що надходить на нашу планету, коли сонячні промені розсіюються. Найбільш розроблена і прийнята серед дослідників теорія також бачить астрономічні причини за коливаннями. Ідея про те, що зміни характеру сезонів внаслідок астрономічних причин можуть спричиняти обледеніння через рівні проміжки часу, була піднята ще в минулому столітті. Детальна розробка теорії та

однак його відливання в математичну форму відбулося в 20-30-х роках нашого століття після роботи югославського астронома Мілутіна Міланковича. На його думку, астрономічний "регулятор ритму", про який йде мова, має три складові. Два модифікують природу сезонів (відповідно до яких сезони будуть більш-менш екстремальними), а третій впливає на взаємодію між першими двома. Перший фактор - це кут нахилу осі обертання Землі. Напрямок осі обертання в даний час знаходиться під кутом 23,5 градусів до вертикалі (тут слід розуміти перпендикуляр до напрямку, перпендикулярного площині орбіти Землі), але цей кут змінюється протягом 41 000 років, між 21,5 і 24,5 градусами. Зі збільшенням кута нахилу пори року стають більш екстремальними в обох півкулях. Літо буде теплішим, зима холоднішою. Другий фактор - орбіта Землі

форму. Орбіта змінює форму з періодом 100 000 років: вона розтягується, приймає еліптичну форму з високим ексцентриситетом, а потім знову стає майже ідеально круглою. Зі збільшенням ексцентриситету орбіти різниця між мінімальною та максимальною відстанями між Сонцем і Землею зростає. Наслідком цього буде те, що пори року стануть більш екстремальними в одній півкулі та більш помірними в іншій. (В даний час Земля найкраще віддаляється від Сонця, коли в південній півкулі є зима, що робить південну півкулю трохи холоднішою, а літо трохи теплішим, ніж північну.) Третім астрономічним циклом є прецесія, вісь обертання Землі. хитання. Цей компонент впливає на залежність між кутом нахилу та ексцентриситетом. Вісь обертання описує повне коло відносно зірок за 23000 років. Прецесія визначає, чи є в даній півкулі літо a

незалежно від того, падає він у близько денну або далеку точку на орбіті Землі, тобто чи сезонність клімату Землі через осьовий перекіс посилюється чи послаблюється сезонністю, що виникає в результаті ексцентричності орбіти. Якщо ці дві детермінанти сезонності синхронізуються між собою в одній півкулі, вони асинхронні між собою в іншій півкулі. Міланкович підрахував, що сукупний вплив цих трьох факторів може змінити величину літньої сонячної радіації на 20 відсотків поблизу Північного полюса. На його думку, цього достатньо для того, щоб крижане поле, яке охоплює північну частину материка, просувалося в періоди, коли чергуються прохолодне літо та м'яка зима. Однак протягом багатьох років даних незалежних джерел про часовий хід льодовикових періодів не було, і, отже, гіпотезу Міланковича не можна було перевірити. Ситуація змінилася, коли справа дійшла до моря

проводили ізотопні дослідження на відкладеннях. Вапно, що утворює оболонку морських одноклітинних молюсків (Foraminifera), зберігає певні властивості морської води, в якій він колись формувався. Це тому, що співвідношення 18 і 16 ізотопів кисню однаково у вапні та морській воді. Однак частка ізотопів кисню в морській воді відповідає також іншому співвідношенню: воно вказує, який відсоток морської води пов'язаний у льодовиках і крижаних полях. Оскільки в крижаній воді міститься менше ізотопів кисню масою 18, її частка також зростає із зростанням крижаних покривів у морській воді і, отже, в осаді, утвореному з оболонок одноклітинних, що живуть у ній. Аналіз зразків свердловини з осаду морського дна свідчить про те, що частка цих ізотопів збільшувалася і зменшувалася приблизно відповідно до циклів, описаних Міланковичем. У 1950-х рр

З початку вимірювань пропорцію ізотопів кисню аналізували у зразках, взятих із багатьох сотень морських відкладень. На основі хронології, підготовленої з урахуванням усіх даних, можна показати, що в складі морського осаду спостерігається така сама періодичність, як і в процесах, що визначають орбіту Землі. За останні 800 000 років загальна кількість льоду на Землі досягла максимуму кожні 100 000 років, що точно відповідає періодичності змін ексцентриситету. Крім того, на кожному циклі осідали менші хвилі: перехідні, менші зменшення та збільшення крижаної маси. Ці коливання показали періодичність відповідно 23 тис. Та 41 тис. Відповідно до змін прецесії та осьового перекосу. Літнє сонячне світло (1000 калорій на квадратний сантиметр на добу) Загальний обсяг льодових полів Землі Незважаючи на докази, це залишається незрозумілим

питання. 100 000-річний цикл набагато слабше впливає на кількість сонячного випромінювання за сезон, ніж два інші, коротші цикли, проте це, мабуть, визначає базальний ритм зледеніння. Коротші цикли періоду проявляються лише у вигляді незначних коливань ізотопних даних. Інший головний біль полягає в тому, що розрахована крива сезонних циклів характеризується постійними змінами замість переломів, тоді як крива, отримана в результаті дослідження льоду, є пилкоподібною: кількість льоду поступово збільшується протягом майже 100 000 років, і коли наступне надзвичайно тепле літо північна півкуля. вона раптово падає до попереднього рівня за тисячу років. Відповідь на відкриті запитання дав аналіз зразків свердловини, відібраних із глибинних шарів льодовикового поля, що охоплюють Гренландію та Антарктиду, глибиною два кілометри. Однак це питання вже призвело до

до епохи останнього зледеніння - плейстоцену. (Уоллес С. Брокер та Джордж Х. Дентон: Що спричиняє льодовикові століття? Наука, березень 1990 р.)