С распадом Гондваны начали зарождаться молодые Атлантический и Индийский океаны. Бывший сверхматерик Пангея продолжал раскалываться на части. Ветвились трещины по его лику. Одна отторгла Гренландию от Европы и от Северной Америки. Началось дробление на еще меньшие блоки. От восточной окраины Гондваны отчленяются микро континенты, главным образом в Индийском океане. Это Индийский, Сайшельский, Пакистанский и Бенгальский микро материки. На севере, в позднем Мелу, от Африки отделились Итальянский, Панонский и Родопский микро плиты. Все они двигались в северном направлении к Евроазиатскому материку. При столкновении с ним начался интенсивный процесс горообразования, что в конечном итоге привело к изменению циркуляции воздушных потоков на западе Евразийского материка. 60 миллионов лет назад Тетис пока был настоящим океаном. Между берегами Евразии и Аравии, которая была частью Африканского континента, еще было добрых 2000 километров. Где- то посредине между ними плыли Малокавказская и Иранская микро плиты, а серия островных дуг, столкнувшись в кучу, наращивали территории Афганистана и Большого Кавказа. Там бушевали вулканы, и дымилась горячая лава. Лик планеты стал принимать привычные для нас очертания 200 – 300 тысяч лет тому назад, когда континентальная обстановка на Земле приняла современные черты.
Кайнозойская эра, охватывающая примерно последних 70 миллионов лет характеризуется общим похолоданием. За время от 70 до 38 миллионолетия температура в Южном океане снизилась с 20 до 6 градусов Цельсия. Хотя был такой период, 40 миллионов лет тому назад, когда климат был довольно стабильный. Так называемый Эоценовый оптимум, когда даже в высоких широтах, например на Индигирской низменности росли пальмы, а на земле Элсмера (Канадский архипелаг) жили гиппопотамы и водились черепахи. Факторы, которые затем повлекли довольно резкое охлаждение и иссушение (аредизацию), уже накапливались. К этому времени, 60 миллионов лет назад, плита Индийского субконтинента, потеряв по дороге на север свою часть – остров Мадагаскар, закончив свой дрейф по просторам океана, уже врезалась в Евразийский материк. Начался интенсивный процесс образования Гималаев. Климат в Азии стал быстро изменяться. Он стал муссонным. Летом воздух над этими горами прогревается быстрее и поднимается вверх, а на смену ему приходит воздух с океана насыщенный влагой, которая и проливается в виде муссонных дождей. Поднятие Гималаев, в конечном итоге, повлекли за собой глобальную перестройку движений воздушных масс в Евразии и оказали существенное влияние на этот процесс в масштабах всей планеты.
55 миллионов лет назад Австралия отделилась от «союза» материков - Антарктиды и Южной Америки и отправилась в северном направлении «за лучшей долей». Этот шаг образовал, пока еще небольшой, Тасманский просвет. Конечно, таким широким и глубоким Тасманским проливом он стал не сразу, но «нагадил», в самом начале, изрядно. При своем расширении, до определенных размеров, через него быстро охладились воды из юго-восточной части Индийского океана, которые частично оттеснили направляющиеся с севера теплое Восточно-Австралийское течение. Температура воды к югу от Новой Зеландии вскоре существенно снизилась с 19 до 12 градусов Цельсия. Но Антарктида еще сопротивлялась неизбежному, шумя лиственными лесами на востоке. Ближе к стыку с Южной Америкой континент, имел в своей флоре и теплолюбивые растения, даже Саговые пальмы.
38 миллионов лет назад Австралия отодвинулась от своей бывшей родины настолько, что в этот пролив беспрепятственно хлынули охлажденные воды. Они, теперь уже навсегда, оттеснили теплое Восточно-Австралийское течение и ринулись дальше вдоль Антарктиды, резко охладив восточную ее часть настолько, что на вершинах гор Гамбурцери и соседних возвышенностях появились ледники – первые предвестники надвигающейся катастрофы. Они образовали первый ледниковый щит, пока еще не большой и мало влияющий на континентальный климат. Постепенно ледовый щит распространился почти на всю восточную часть материка.
Между тем охлажденные воды с температурой 4 – 5 градусов, свободно огибая Антарктиду и достигнув западных берегов Южной Америки, «ползучей экспансией» устремляются на север. Эти холодные воды вливались в Южно - Экваториальное течение, изрядно и подло его, разбавив так, что и в экваториальной части тоже несколько похолодало т. к. это течение в то время проникало в Индийский океан через широкий проход между Австралией и Юго-Восточной Азией, но в западной Антарктиде было пока более - менее тепло. Антарктида еще судорожно цеплялась за Южную Америку, и в море Уэдделла по-прежнему проникали благодатные воды течения из Атлантики. Поэтому там еще шумели лиственные леса.
Около 25 миллионов лет назад Австралия послала своей родине «прощальный привет». Дрейфуя на север, она перекрыла проход Южному экваториальному течению в Индийский океан, и оно повернуло на юг. Теплые воды этого течения частично стали достигать и берегов Антарктиды, и там несколько потеплело. Но это был, так, эпизод из процесса общего похолодания. И, наконец, грянула катастрофа, которая больно отозвалась практически на всей биосфере Земли. К 21 миллионолетию раскрылся пролив Дрейка. Холодные воды хлынули в Южную Атлантику. Они буквально «взашей» вытолкали теплое течение из моря Уэдделла, и кольцо холодных вод тесным обручем Циркумполярного течения замкнулось вокруг несчастной Антарктиды. Теперь уже ничто не мешало оледенению захватить и западную часть материка. Температура воды у его берегов опустилась до 2 градусов. Циркумполярное течение, практически изолировало Антарктиду от теплых вод мирового океана, поэтому материк стал быстро охлаждаться.
У читателя может возникнуть справедливый вопрос, - каким образом ученые определили все течения, которые существовали когда- то в те далекие времена? Да все не так уж и сложно. В 30-е годы прошлого века академиком П.П. Лазаревым были проведены ряд опытов которые показали и убедительно доказали существование определенных океанских течений в различные периоды земного бытия. Блестящий экспериментатор, он создал у себя в лаборатории модель мирового океана. Он весь уместился в большой круглой ванне, которая изображала северное полушарие Земли. Края ванны служили экватором, в центре ее находился Северный полюс.
На некотором расстоянии, по краям ванны ученый установил согнутую в кольцо металлическую трубку с дырочками. В нее с силой вдувался воздух. Так было создано подобие кольца пассатов, которое существует в действительности у экватора. Из гипса были вылеплены маленькие «материки» и их разместили в ванне точно там, где они находились, по мнению геологов в палеозойскую эру. Ванну наполнили водой, пустив плавать алюминиевые опилки. Чтобы они стали заметнее, воду пришлось окрасить в черный цвет.
Странный черный океан был готов. И опыт начался. «Пассаты» погнали опилки по глади «океана». Течения сразу стали видимыми, и перед глазами исследователей возникла живая картина течений, существовавших 200 миллионов лет назад.
В продолжение опытов был изменен облик полушария. Теперь он стал выглядеть, как представляют его себе геологи строение земной поверхности 1 миллион лет тому назад. Арктический бассейн оказался изолированным, замкнутым, даже узкого Берингова пролива в то время не существовало. В Северной Атлантике над водой поднималась преграда из крупных островов.
Включили «ветер», и стало видно, что теплые течения при такой расстановке, не могли проникнуть на север. Модель доказывала это неопровержимо. Вот тогда Великий Северный океан стал превращаться в Ледовитый.
Но модель – это только модель, Можно ли ей верить? Лазарев решил устроить своей модели «очную ставку» с современным Мировым океаном. Ученый поместил в ванну гипсовые копии современных материков. Снова засвистел «ветер», вырываясь из трубки. Рисунок опилок показал карту современных течений. Совпадение оказалось полное, даже в малейших деталях. Так что описание движение водных потоков в океанах прошлого, о которых здесь рассказано, научно обоснованы.
Воды, которые поступали из Мирового океана в Циркумполярное течение, там охлаждались, опускались ко дну, и донными течениями распространялась к северу, заполняя котловины всех океанов. Началось интенсивное их охлаждение и соответственно охлаждение материков. Например, если в середине Эоцена, 40 миллионов лет назад, температура воздуха в северном полушарии составляла 22- 25 градусов Цельсия, то во второй половине Олигоцена, 31 миллион лет назад она снизилась до 15 – 18 градусов. Но все- таки было еще тепло, и средняя температура воздуха на Земле была выше современной потому, что Мировой океан был еще теплый. На пути движения холодных вод на север им преграждал путь Африканский континент. У западных его берегов холодная вода поднималась в верхние слои океана. Это означало падение температуры в высоких широтах континента и отток влаги в сторону Антарктиды, что естественно повлекло за собой аредизацию южных и юго-западных районов Африки и образование обширных саванн даже в областях прилегающих к экватору.
В Миоцене, 14 миллионов лет тому назад, начинает интенсивно возрастать восточно-антарктический ледниковый покров. Это было первое оледенение некоторых районов Антарктиды. Примерно 10 – 8,5 миллионов лет назад вокруг материка начинают распространяться льды.
Примерно 7 миллионов лет тому назад быстро разрастаясь, ледник западной Антарктиды, соединился с восточно-антарктическим ледниковым покровом. В результате, к шестому миллионолетию, образовался ледяной единый купол, такой величины, что даже в позднее и более холодное время не достигал столь внушительных размеров.
Лавинообразное нарастание охлаждающих факторов связанных с увеличением ледяного купола Антарктиды, повлекло за собой глобальное изменение природных компонентов. Уровень Мирового океана упал на 70 метров.
Анализ процессов последних ледниковых эпох, дает твердую уверенность в том, что максимальное распространение ледников вызывает не только резкое понижение уровня Мирового океана, но и сильное иссушение в низких широтах и даже в тропико-экваториальном пространстве. С этапом оледенения Антарктиды совпадает широкое распространение в восточном полушарии так называемой гиппорионовой фауны - типичных представителей открытых пространств - саванн.
Исследования последних лет все с большей очевидностью показывают, что период между 6,5 – 5 миллионами лет представляет собой один из важнейших переломных моментов в истории Кайнозойской эры. Этапом глобального преобразования состояния оболочки планеты.
К четвертому миллионолетию ледовый купол Антарктиды сократился до современных размеров и практически ничего не известно о его дальнейших изменениях, до ближайшего к нам геологического времени – Плейстоцена. Сам факт уменьшения ледяного купола континента предполагает некоторое увеличение температуры и влажности. Пик данных факторов приходится на период с 4,4 до 3,5 миллионов лет назад, но уже далее снова начинаются весьма существенные изменения в состоянии природной оболочки Земли. Они заключаются в новом еще более мощном сдвиге параметров природных компонентов ко второму миллионолетию. Данный сдвиг параметров имел тоже направление, что и позднемиоценовый – дальнейшее похолодание и аредизация.
В это время уже окончательно сблизились континенты Северной и Южной Америк. После раскола Пангеи они долгое время «дрейфовали» почти параллельными курсами, но потом одумались и начали быстро сближаться. За 20 миллионов лет расстояние между ними сократилось на 750 километров. За это время, находящийся на пути Южно – Американского континента небольшой архипелаг островов был смят и быстренько соорудил хребет на берегах Венесуэлы. Затем, с запада, усилился, уже существующий, один подвиг плиты, под другую, Карибскую и в результате под ее краем развилась бурная вулканическая деятельность. А в это время данному «безобразию» навстречу двигался мощный подводный хребет. Их взаимодействие послужило фундаментом для образования Панамского перешейка, который не замедлил подняться из под воды. Существует мнение, что новый скачек похолодания и аредизации в самом начале плейстоцена, так называемое Виллафранкское оледенение было вызвано закрытием пролива Бальбао между Северной и Южной Америками, что повлекло за собой изменение в характере океанической циркуляции вод, в частности зарождение североатлантического течения Гольфстрим. Кроме того проявился и космический фактор, о котором мы поговорим несколько позже.
После соединения дух материков теплые атлантические воды уже не могли больше течь вокруг экватора и повернули к северу. Это привело к увеличению количества осадков в Гренландии, Скандинавии и Восточной Канаде. Теплые течения несли на север влагу, и количество осадков там резко возросло. Соленость Северного океана упала, а значит он стал быстро покрываться льдом. Началось оледенение северного полушария. С опозданием на 15 миллионов лет льды появляются и в северном полушарии. Знаки их возникновения 3,2 – 3,1 миллиона лет тому назад. Например, этим временем датируются первые ледниковые отложения в Исландии, причем найдены они на равнинах, что свидетельствует о покровном характере оледенения острова. По данным М.И. Будыко (1984), возникновение полярных ледниковых покровов резко повысило чувствительность термического режима Земли к малым изменениям климатообразующих факторов. Астрономические факторы стали оказывать значительное влияние на климат четвертичного периода.
Скорее всего, воздействие нескольких факторов как земных, так и космических повлияли на данное изменение климатической обстановки. Потому, что похолодание, в принципе, было обще планетарным, а особенности движения материковых плит по поверхности Земли, и связанные с этим процессом, изменения океанических циркуляций вод Мирового океана, были только дополнительными факторами, ускоряющими или замедляющими глобальные процессы кайнозойских изменений климата.
Пик похолодания Виллафранкского оледенения в позднем Плиоцене приходится на 2,5 – 2,2 миллиона лет назад. Северный Полярный бассейн покрылся морскими льдами. Имеются данные, что это же время было существенное похолодание в Европе: в Италии, Нидерландах, на побережье Черного моря, а в Средиземноморье распространились степные виды растительного и животного мира.
Французским ученым Р. Бонфийем были проведены исследования в Африке, в районе реки Омо. Данные спорнопыльцевого анализа показали, что в период от 3 до 2,5 миллионов лет назад площадь лесов в данном районе сильно сократилась. Сравнительный анализ показал, что если в настоящее время, на прилегающих к реке территориях доля древесной растительности составляет 45,8 % от общей площади, то 2,5 миллиона лет назад, она составляла от 18 до 11 %. Саванные же элементы территории занимали от 47,3 до 30%, тогда как в настоящее время они занимают 24,4 % исследуемой площади. Еще большие изменения претерпели ландшафты к двухмиллионолетнему рубежу. Древесной растительности в то время было всего 5,5, % т.е. в десять раз меньше чем в настоящее время, а элементы саванной растительности в ландшафтах возросли в три раза, занимая площадь в пределах 61,1 %.
На протяжении последнего миллиона лет на фоне существенного, постоянного полярного оледенения, в Антарктике, происходили циклические колебания оледенений в северном полушарии и связанные с ними колебания температуры воздуха в средних широтах. При этом в северном полушарии разрастались огромные ледниковые покровы, близкие по размерам к антарктическому, а колебания температуры в средних широтах были равны колебаниям температуры за все предшествующие 60 – 70 миллионов лет, то есть составляли 10 – 12 градусов Цельсия.
Число наступлений Антарктического ледникового покрова и связанные с ними колебания температуры и влажности, в целом, согласуются с числом изученных разрастаний ледникового покрова в северном полушарии. Колебание их размеров происходили в целом синхронно, только в южном полушарии были естественные границы разрастания – обрыв континентального склона, который был местом рождения айсбергов.
Кроме геолого-географических, сугубо Земных факторов, о которых мы говорили выше, имеется и вторая группа – астрономические, при которых изменения климата зависят:
-от изменения количества радиации Солнца;
-от положения Земли относительно Солнца, т. е. изменение эксцентриситета орбиты;
-от положения Земной поверхности относительно угла потока солнечной радиации, т. е. изменение наклона оси планеты;
-изменение времени наступления равноденствий.
Величина Солнечной постоянной (20 ккал см.кв. мин) может изменяться на 3 – 5% в зависимости от изменения расстояния Земли от Солнца. Огромное число геофизических, метеорологических и биологических явления, происходящих на Земле, - это прямое отражение физических процессов происходящих на нашем светиле. На его поверхности наблюдается целый комплекс явлений связанных между собой и изменяющихся во времени. В совокупности данные явления представляют собой единый периодический процесс называемый солнечной активностью. Установлены ритмы длительности этих процессов в 11, 22, 35, и 80 – 90 лет. Когда детально были исследованы древние отложения в озерах Австралии, то было установлено, что периодические чередования плотности отложений с 11, 22 и 90-летней цикличностью неизменны в течение всех последних 600 миллионов лет.
Установлено, что орбитальные климатические ритмы – 400 тыс.; 1,25; 2,55; 3,8 млн. лет, являются рабочими хронометрами биосферы, причем 400 тысячелетний ритм служит основной причиной крупнопериодических изменений климата и эволюции органического мира в эпохи плейстоцена и плиоцена. Внутри данный ритм делится на 6 – 8 фаз, причем становление и развитие биогенного вещества в биосфере планеты полностью подчиняется этому климатическому ритму с его фазами. Так, события крайней специализации фауны млекопитающих происходит в конце 5-ой фазы, а ее конец характеризуется великим вымиранием млекопитающих плиоцена и плейстоцена: мамонтовая фауна исчезла 10 – 12 тысяч лет тому назад.